İçerik
- Tam olarak atomlar nelerdir?
- Elementler, Moleküller ve Bileşikler: "Malzemelerin" Temelleri
- Moleküler Seviye, Boyut ve Şekil
- Ortak Basit Bileşiklerin Düzenlenmesi
- Biyolojide Birincil Moleküller
- Kimyasal bağlar
Bilim dünyasında ya da sadece günlük hayatta seyahatleriniz boyunca, "form uygun fonksiyon" terimi ya da aynı cümlenin bir çeşitlemesiyle karşılaşmış olabilirsiniz. Genel olarak, karşınıza çıkan bir şeyin ortaya çıkmasının, ne yaptığı ya da nasıl kullanıldığı hakkında muhtemel bir ipucu olduğu anlamına gelir. Birçok ekside, bu makbuz keşfe meydan okuyacak kadar açıktır.
Örneğin, elinizde tutulabilen ve anahtarın bir ucundan bir ucundan ışık yayan bir cisme rastlarsanız, cihazın, yeterli doğal ortamın olmadığı durumlarda acil ortamı aydınlatmak için bir araç olduğundan emin olabilirsiniz. Işık.
Biyoloji dünyasında (yani, canlılar), bu maksim hala birkaç uyarıda bulunur. Birincisi, form ve işlev arasındaki ilişki hakkında her şeyin mutlaka sezgisel olmadığıdır.
Birincisinden sonra, ikincisi, atomların ve moleküllerin ve atomların kombinasyonlarından kaynaklanan bileşiklerin değerlendirilmesinde rol oynayan küçük ölçeklerin, atomların ve moleküllerin nasıl etkileşime girdiği hakkında biraz daha fazla bir şey bilmediğiniz sürece, form ve işlev arasındaki bağlantıyı zorlaştırdığıdır. , özellikle de çeşitli ve değişen anı ihtiyaçlara sahip dinamik bir yaşam sisteminin con.
Tam olarak atomlar nelerdir?
Belirli bir atomun, bir molekülün, bir elementin veya bir bileşiğin şeklinin işlevinden nasıl vazgeçilmez olduğunu keşfetmeden önce, bu terimlerin kimyada ne anlama geldiğini tam olarak anlamak gerekir, çünkü bunlar sıklıkla birbirlerinin yerine kullanılır - bazen doğru, bazen değil.
bir atom herhangi bir elemanın en basit yapısal birimidir. Bütün atomlar, nötron içermeyen tek element olan hidrojeni olan bazı protonlardan, nötronlardan ve elektronlardan oluşur. Standart formlarında, her bir elementin tüm atomları aynı sayıda pozitif yüklü proton ve negatif yüklü elektronlara sahiptir.
Periyodik element tablosunu yükseltirken (aşağıya bakınız), belirli bir atomun en yaygın biçimindeki nötron sayısının proton sayısından biraz daha hızlı yükselme eğiliminde olduğunu görürsünüz. Protonların sayısı sabit kalırken nötronları kaybeden ya da kazanan bir atoma izotop denir.
İzotoplar aynı atomun farklı versiyonlarıdır, nötron sayısı hariç her şey aynıdır. Yakında öğreneceğiniz üzere, bunun atomlardaki radyoaktivite açısından etkileri vardır.
Elementler, Moleküller ve Bileşikler: "Malzemelerin" Temelleri
bir eleman verilen bir madde türüdür ve farklı bileşenlere ayrılamaz, sadece daha küçük olanlara. Her elemanın, periyodik elemanlar tablosuna kendi girişi vardır; burada, herhangi bir elemanı diğer doğal olarak meydana gelen elemanlardan ayıran fiziksel özellikleri (örneğin boyut, oluşan kimyasal bağların yapısı) bulabilirsiniz.
Atomların yığılması, ne kadar büyük olursa olsun, başka katkı maddesi içermiyorsa, bir element olarak kabul edilir. Bu nedenle, yalnızca He atomlarından oluşan "temel" helyum (He) gazının karşısında olabilirsiniz.Veya bir kilogram “saf” (yani, aşılmaz miktarda Au atomu içerecek elementel altın) ile karşılaşabilirsiniz; bu muhtemelen finansal geleceğinizi tehlikeye atacak bir fikir değil, fiziksel olarak mümkün olacaktır.
bir molekül en küçük form belirli bir maddenin; C gibi kimyasal bir formül gördüğünüzde6'H12Ö6 (şeker glikozu), genellikle moleküler Formül. Glikoz, glikojen adı verilen uzun zincirlerde bulunabilir, ancak bu şekerin moleküler formu değildir.
Sonunda, bir bileşik su (H gibi) birden fazla tür içeren bir şey2Ö). Dolayısıyla, moleküler oksijen atomik oksijen değildir; Aynı zamanda, sadece oksijen atomları mevcuttur, bu nedenle oksijen gazı bir bileşik değildir.
Moleküler Seviye, Boyut ve Şekil
Sadece moleküllerin gerçek şekilleri önemli değil, aynı zamanda bunları zihninizde sabitleyebilmek de önemlidir. Bunu "gerçek dünyada" top ve çubuk modelleriyle yapabilirsiniz ya da kitaplarda ya da çevrimiçi olarak bulunan üç boyutlu nesnelerin iki boyutlu gösterimlerine daha fazla güvenebilirsiniz.
Hemen hemen tüm kimyanın, özellikle de biyokimyanın merkezinde (veya eğer tercih ederseniz, üst moleküler seviye) oturan eleman, karbon. Bunun nedeni, karbonları atomlar arasında benzersiz kılan dört kimyasal bağ oluşturma kabiliyetidir.
Örneğin, metan CH formülüne sahiptir4 ve dört aynı hidrojen atomuyla çevrili bir merkezi karbondan oluşur. Hidrojen atomları, aralarındaki maksimum mesafeye izin verecek şekilde doğal olarak kendilerini nasıl uzayabilir?
Ortak Basit Bileşiklerin Düzenlenmesi
Olduğu gibi, CH4 kabaca bir tetrahedral veya piramidal şekli varsayar. Düz bir yüzeye yerleştirilmiş top-çubuk modelinde, piramitin tabanını oluşturan üç H atomu, C atomu biraz daha yüksek ve dördüncü H atomu doğrudan C atomunun üzerine tünemiş olacaktı. Yapıyı, H atomlarının farklı bir kombinasyonunun, piramitin üçgen şeklindeki tabanını oluşturacak şekilde döndürmesi, hiçbir şeyi değiştirmez.
Azot üç bağ, oksijen iki ve hidrojen bir oluşturur. Bu bağlar aynı atom çifti boyunca bir arada meydana gelebilir.
Örneğin, molekül hidrojen siyanür veya HCN, H ve C arasında tek bir bağ ve C ile N arasında üçlü bir bağdan oluşur. Hem bir bileşiğin hem moleküler formülünü hem de kendi atomlarının bağlanma davranışını bilmek genellikle yapısı hakkında çok şey tahmin ediyorum.
Biyolojide Birincil Moleküller
Dört biyomolekül sınıfı nükleik asitler, karbonhidratlar, proteinler, ve lipidleri (veya yağlar). Bunların son üçü, insan beslenmesini oluşturan üç makro-besin sınıfı olduğu için “makro” olarak da bilinir.
İki nükleik asit, deoksiribonükleik asit (DNA) ve ribonükleik asittir (RNA) ve bunlar genetik Kod Canlıların ve içindeki her şeyin toplanması için gerekli.
Karbonhidratlar veya "karbonhidrat", C, H ve O atomlarından yapılır. Bunlar her zaman bu sırayla 1: 2: 1 oranındadır ve yine moleküler şeklin önemini gösterir. Yağlar ayrıca sadece C, H ve O atomlarına sahiptir, ancak bunlar karbonhidratlardan çok farklı şekilde düzenlenmiştir; proteinler diğer üçüne bazı N atomları ekler.
Proteinlerdeki amino asitler, canlı sistemlerdeki asitlere örnektir. Vücuttaki 20 farklı amino asitten yapılan uzun zincirler, bu asit zincirleri yeterince uzun olduğunda bir proteinin tanımıdır.
Kimyasal bağlar
Buradaki bağlar hakkında çok şey söylendi, fakat bunlar kimyada tam olarak neler?
İçinde kovalent bağlarelektronlar atomlar arasında paylaşılır. İçinde iyonik bağlarbir atom elektronlarını tamamen diğer atomlara bırakıyor. Hidrojen bağları özel bir tür kovalent bağ olarak düşünülebilir, ancak farklı moleküler düzeyde bir tane olabilir, çünkü hidrojenler başlangıç için yalnızca bir elektrona sahiptir.
Van der Waals etkileşimleri su molekülleri arasında meydana gelen "bağlar" dır; hidrojen bağları ve van der Waals etkileşimleri başka şekilde benzerdir.