لفترة طويلة ، حاول العلماء تطوير نظرية موحدة تشرح بنية الجزيئات ، وتصف خصائصها فيما يتعلق بالمواد الأخرى. للقيام بذلك ، كان عليهم وصف طبيعة وبنية الذرة ، وتقديم مفاهيم "التكافؤ" و "كثافة الإلكترون" والعديد من المفاهيم الأخرى.
خلفية خلق النظرية
التركيب الكيميائي للمواد هو الأول الذي اهتم به الإيطالي أماديوس أفوجادرو. بدأ في دراسة وزن جزيئات الغازات المختلفة ، وبناءً على ملاحظاته ، طرح فرضية حول بنيتها. لكنه لم يكن أول من أبلغ عن ذلك ، لكنه انتظر حتى تلقى زملاؤه نتائج مماثلة. بعد ذلك ، أصبحت طريقة الحصول على الوزن الجزيئي للغازات معروفة باسم قانون أفوجادرو.
النظرية الجديدة دفعت علماء آخرين إلى الدراسة. وكان من بينهم لومونوسوف ودالتون ولافوازييه وبروست ومنديليف وبوتلروف.
نظرية بتليروف
ظهرت عبارة "نظرية التركيب الكيميائي" لأول مرة في تقرير عن بنية المواد ، قدمه بتليروف في ألمانيا عام 1861. تم تضمينه دون تغييرات في المنشورات اللاحقة وراسخة في سجلات تاريخ العلم. كان هذا مقدمة للعديد من النظريات الجديدة. في وثيقته ، أوجز العالم وجهة نظره حول التركيب الكيميائي للمواد. وهذه بعض من أطروحاته:
- ترتبط الذرات في الجزيئات ببعضها البعض بناءً على عدد الإلكترونات في مداراتها الخارجية ؛ - يؤدي التغيير في تسلسل اتصال الذرات إلى تغيير في خصائص الجزيء وظهور مادة جديدة ؛
- لا تعتمد الخصائص الكيميائية والفيزيائية للمواد على الذرات التي تدخل في تركيبها فحسب ، بل تعتمد أيضًا على ترتيب ارتباطها ببعضها البعض ، فضلاً عن التأثير المتبادل ؛
- من أجل تحديد التركيب الجزيئي والذري للمادة ، من الضروري رسم سلسلة من التحولات المتتالية.
التركيب الهندسي للجزيئات
تم استكمال التركيب الكيميائي للذرات والجزيئات بعد ثلاث سنوات من قبل بتلروف نفسه. يقدم ظاهرة التماثل في العلم ، ويفترض أنه حتى مع نفس التركيب النوعي ، ولكن بنية مختلفة ، فإن المواد ستختلف عن بعضها البعض في عدد من المؤشرات.
بعد عشر سنوات ، ظهرت عقيدة التركيب ثلاثي الأبعاد للجزيئات. يبدأ كل شيء بنشر فانت هوف لنظريته عن النظام الرباعي للتكافؤ في ذرة الكربون. يميز العلماء المعاصرون بين مجالين من مجالات الكيمياء الفراغية: البنائية والمكانية.
في المقابل ، ينقسم الجزء الهيكلي أيضًا إلى تماثل للهيكل العظمي والموضع. من المهم أن يؤخذ هذا في الاعتبار عند دراسة المواد العضوية ، عندما يكون تركيبها النوعي ثابتًا ، وفقطعدد ذرات الهيدروجين والكربون وتسلسل مركباتهما في الجزيء.
التماثل المكاني ضروري عندما تكون هناك مركبات يتم ترتيب ذراتها بنفس الترتيب ، ولكن في الفضاء يقع الجزيء بشكل مختلف. تخصيص التماثل البصري (عندما تعكس الأيزومرات الفراغية بعضها البعض) ، و diasteriomerism ، و isomerism الهندسية وغيرها.
الذرات في الجزيئات
يشير التركيب الكيميائي الكلاسيكي للجزيء إلى وجود ذرة فيه. من الناحية الافتراضية ، من الواضح أن الذرة نفسها في الجزيء يمكن أن تتغير ، ويمكن أن تتغير خصائصها أيضًا. يعتمد على ما تحيط به الذرات الأخرى ، والمسافة بينها وبين الروابط التي توفر قوة الجزيء.
العلماء المعاصرون ، الذين يرغبون في التوفيق بين النظرية العامة للنسبية ونظرية الكم ، يقبلون على أنها الموضع الأولي حقيقة أنه عندما يتشكل الجزيء ، تترك الذرة فقط نواة وإلكترونات لها ، وتتوقف هي نفسها عن الوجود. بالطبع ، لم يتم التوصل إلى هذه الصيغة على الفور. بذلت عدة محاولات للحفاظ على الذرة كوحدة من الجزيء ، لكنها فشلت جميعها في إرضاء العقول المتميزة.
التركيب الكيميائي للخلية
مفهوم "التكوين" يعني اتحاد جميع المواد التي تشارك في تكوين الخلية وحياتها. تتضمن هذه القائمة تقريبًا الجدول الكامل للعناصر الدورية:
- ستة وثمانون عنصرًا موجودًا دائمًا ؛
- خمسة وعشرون منهم حتمية للطبيعيlife ؛- حوالي عشرين آخرين ضرورية للغاية.
يتم فتح الفائزين الخمسة الأوائل عن طريق الأكسجين ، حيث يصل محتواه في الخلية إلى خمسة وسبعين بالمائة في كل خلية. يتشكل أثناء تحلل الماء ، وهو ضروري لتفاعلات التنفس الخلوي ويوفر الطاقة للتفاعلات الكيميائية الأخرى. التالي في الأهمية هو الكربون. إنه أساس جميع المواد العضوية ، وهو أيضًا ركيزة لعملية التمثيل الضوئي. يحصل البرونز على الهيدروجين - العنصر الأكثر شيوعًا في الكون. يتم تضمينه أيضًا في المركبات العضوية على نفس مستوى الكربون. إنه مكون مهم للمياه. يحتل النيتروجين المرتبة الرابعة المشرفة ، وهو أمر ضروري لتكوين الأحماض الأمينية ، ونتيجة لذلك ، البروتينات والإنزيمات وحتى الفيتامينات.
يتضمن التركيب الكيميائي للخلية أيضًا عناصر أقل شيوعًا مثل الكالسيوم والفوسفور والبوتاسيوم والكبريت والكلور والصوديوم والمغنيسيوم. ويشغلان معًا حوالي واحد بالمائة من إجمالي كمية المادة في الخلية. العناصر الدقيقة والعناصر فائقة الصغر معزولة أيضًا ، والتي توجد في الكائنات الحية بكميات ضئيلة.
