Реката се запознава со пливање, а човекот со разговор.

петак, 01. јун 2012.

МОЛЕКУЛИ


  МОЛЕКУЛИ
    Што е она што ги прави предметите кои ги гледате во вашата околина да се разликуваат едни од други? Што е она што ги дискриминира нивните бои, облици, мириси и вкусови? Зошто една супстанца е мека, друга тврда, трета течна или гасовита?    Mожеме да ги одговориме овие прашања со „Разликата меѓу нивните атоми го прави тоа.“ Многу материјали изгледаат различно и имаат различни својства иако ги содржат истите атоми. Причината за ова се различните хемиски врски кои атомите ги формираат за да станат молекули.
На патот до материјата, молекулите се втори по атомите. Молекулите се најмалите единици кои ги определуваат хемиските својства на материјата. Овие мали телца се направени од два или повеќе атоми. Атомите се држат заедно во молекули со хемиски врски кои се определени од електромагнетната сила на привлекување, што значи дека овие врски се формират врз база на електричните полнежи на атомите. Електричните полнежи на атомите, од своја страна, се определени од електроните во нивните најоддалечени обвивки. Пореденоста на молекулите во различни комбинации ја зголемуваат различноста на материјата која ја гледаме околу нас.
Хемиски Врски
 Хемиските врски се формираат преку движењето на електроните во најгорните електронски обвивки на атомите. Секој атом има тенденција да ја наполни највисоката обвивка со максималниот број на електрони кои ќе ги заштитува. Максималниот број на електрони што атомот може да ги држи во неговите највисоки обвивки е 8. За да го стори ова, атомите или примаат електрони од други атоми за да ги комплетираат електроните во нивните највисоки обвивки до осум, или ако имаат помал број на електрони во нивните највисоки обвивки тогаш тие можат да ги предадат овие на друг атом. Тенденцијата на атомите да менуваат електрони ја прави основната почетна сила на хемиските врски која ја формираат меѓу себе.
Оваа почетна и движечка сила, што всушност е, целта на атомите да го зголемат бројот на електрони во нивните највисоки обвивки до максимум предизвикува да атомот формира три типа на врски со други атоми. Тоа се, јонската врска, ковалентната врска и металната врска.
 
Јонски Врски
   Атомите комбинирани со оваа врска разменуваат електрони за да го комплетираат бројот на електрони во нивните највисоки обвивки до осум. Атомите кои имаат над четири електрони во нивните најгорни обвивки ќе примат електрони од атомите со кои тие ќе се поврзат. Молекулите формирани од овој тип на врски имаат кристална (кубична) структура. Познатите молекули на готварска сол (NaCl) се меѓу супстанците формирани од оваа врска.
Натриумовиот атом го дава најгорниот електрон на хлоров атом и станува позитивно наелектризиран. Со примање на електрон, хлорниот атом станува негативно наелектризиран. Двете форми на јонската врска преку овие две обратно наелектризирани полнежи се привлекуваат меѓусебно.
1- Натриумов атом
2- Хлорен атом
3- Натриумов јон
4- Хлорен јон
5- Натриумхлоридна молекула (NaCl)

Некои атоми формираат нови молекули со ковалентна врска, со споделување на електрони во нивните најгорни орбити.
1- Флуорен атом
2- Флуорна молекула (F2)
3- Водороден атом
4- Кислороден атом
5- Водна молекула (H2O)
      Научниците кои ги проучуваат врските меѓу атомите се соочиле со една интересна ситуација. Додека некои атоми менуваат електрони за поврзување, некои од нив ги споделуваат електроните во нивните најгорни обвивки. Понатамошните испитувања покажале дека многу молекули што се од критично значење за животот го должат нивното постоење на овие „ковалентни“ врски.
Прост пример за да подобро објаснување на ковалентните врски е преку водородот. Како што споменавме порано за електронски обвивки, атомите можат да носат максимум два електрони во нивните најгорни електронски обвивки. Водородниот атом има единствен електрон и ја има тенденцијата за да го зголемува бројот на електроните на два за да стане стабилен атом. Затоа, водородниот атомо формира ковалентна врска со вториот водороден атом. Тоа значи, дека двата водородни атоми ги споделуваат своите електрони како втор електрон. Со тоа се формира Н2 молекулата.

Врските меѓу металните атоми се многу различни од другите форми на хемиско сврзување – секој метален атом ги дава неговите надворешни електрони до заедничко место. Ова „море од електрони“ ја објаснува клучната особина на металите – нивната способност да пренесуваат струја.
1- Метално сврзување
2- Електрон
3- Алуминиумов јон
Метални врски
   Aко голем број на атоми се сврзат со поделба на меѓусебните електрони, ова се вика „метална врска“. Металите како железото, бакарот, цинкот, алуминиумот, итн., што ја формираат суровината на многу алатки и инструменти кои ние ги гледаме околу нас или ги употребуваме во секојдневниот живот, се здобила со цврсто и реално тело, како резултат на металните врски формиранни од атомите кои ги сочинуваат.
Соединенија
   Колку различни соединенија можат да формираат овие врски?
Во лабораториите, нови соединенија се произведуваат секојдневно. Моментално, можно е да се зборува за околу два милиони соединенија. Најпростото хемиско соединение може да биде мало колку молекулата на водород, но исто така постојат соединенија изградени од милиони атоми.
Колку најмногу различни соединенија може да формира еден елемент? Одговорот на ова прашање е многу интересен бидејќи, од една страна, постојат одредени елементи кои не реагираат со никои други (инертни или благородни гасови), додека, од друга сдтрана, постои јаглеродниот атом што може да формира 1,700,000 соединенија. Вкупниот број на соединенијата се претпоставува дека е околу два милиони. 108 елементи од вкупните 109 формираат околу 300,000 соединенија. Јаглеродот, сепак формира, 1,700,000 соединенија самиот по себе на извонреден начин.

1- Атмосфера
2- Хидросфера
3- Литосфера
Суровините на Универзумот и на Периодниот Систем: 92 елементи кои се наоѓаат слободни во природата и 17 елементи кои се направени вештачки во лаборатории или во нуклеарни реакции се подредени во систем наречен „Периоден Систем“ според бројот на нивните протони. На прв поглед, Периодниот Систем може да изгледа како група на кутии кои содржат една или две букви со броеви на горните и долните агли. Интересно, сепак, овој систем ги средува елементите на целиот универзум вклучувајќи го воздухот што го дишеме, како и нашите тела.
 Јаглеродниот Атом
   Јаглеродот е највиталниот елемент за живите суштества, бидејќи сите живи организми се составени од соединенија на јаглерод. Бројни страници не би биле доволни за да ги опишат својствата на јаглеродниот атом, што е многу важен за нашето постоење. Ниту хемиската наука не можела да ги открие сите својства.
Некои од најважните својства на јаглеродот.
Структури најразлични како клеточната мембрана, роговите на еленот, трупецот на дрвото, леќата на окото и отровот на пајакот се составени од јаглеродни соединенија. Јаглеродот, комбиниран со водород, кислород и азот во многу различни количини и геометриски положби, резултира со широк дијапазон на материјали со најразлични својства. Така, што е причината за можноста на јаглеродот да гормира околу 1,7 милиони соединенија?
ОЛЕИНСКА КИСЕЛИНА
     Едно од најважните својства на јаглеродот е неговата способност многу лесно да формира низи со редење на јагледони атоми еден врз друг. Најкратката јаглеродена низа е формирана од два јаглеродни атоми. И покрај неможноста за точна цифра за бројот на атоми што би го направиле најдолгиот јаглероден низ, можеме да зборваме за низ со седумдесет врски. Атомот што може да го формира најдолгиот низ по јагледорот е силициумовиот атом кој формира шест врски.
Причината на можноста на јаглеродот да формира низи со толку многу врски бидејќи неговите низи не се особено линеарни. Низите можат да се разгрануваат, а можат и да формираат полигони.
Во овој момент, формата на низата игра многу важна улога. Во две јаглердони соединенија, на пример, ако јаглеродните атоми се исти по број сепак се комбинирани со различни форми на низи, се формираат две различни супстанци. Карактеистики на јаглеродниот атом формираат молекули кои се важни за животот.
Некои молекули на јаглеродни соединенија се состојат од само неколку атоми; други содржат илјадници или дури и милиони. Исто така, никој друг елемент не е толку различен како јаглердоот во формирање на молекули со таква трајност и стабилност.
Јаглеродот е многу необичен елемент. Без присуството на јаглерод и неговите чудни особини, тешко дека некогаш би постоел живот на земјата. Со оглед на важноста на јаглеродот за живите суштества, Британскиот хемичар Невил Сиџвик (Nevil Sidgwick) го пишува следното во неговото дело Хемиски Елементи и Нивните Соединенија:
Јаглеродот е уникатен меѓу елементите во бројот и различноста на соединенијата кои може да ги формира. Повеќе од четвртина милиони се изолирани и опишани и тој се смета за основата на сите форми на живата материја.
Класата на соединенија формирани исклучиво од јаглерод и водород е наречена „јаглеводороди“. Ова е огромна фамилија на соединенија кои го вклучуваат природниот гас, течниот бензин, керозин и маслата за подмачкување. Јаглеводородите етилен и пропилен ја формираат основата на петрохемиската индустрија.
Јаглеводородите како бензенот, толуенот и терпентинот се познати на секој оној кој работел со бои. Нафталенот што ја штити нашата облека од молци е уште еден јаглеводород. Јаглеводороди комбинирани со хлор или флуор ги формираат анестетиците, хемикалиите употребени во апаратите за гаснење пожар и Фреоните кои се користат во фрижидерите.
ОД ТРИ СЛИЧНИ МОЛЕКУЛИ
ДО ТРИ МНОГУ РАЗЛИЧНИ СУПСТАНЦИ
   Дури и разлика во неколку атоми меѓу молекулите води до многу различни резултати. Овие две молекули С18Н24О2 и С19Н28О2 чиниш дека се многу слични со многу мали разлики во нивните јаглеродни и водородни компоненти, а сосема се две спротивни супстанци.
С18Н24О2 е естроген, а С19Н28О2 е тестостерон. Всушност, првиот е хормонот одговорен за женските особини, а вториот е хормонот одговорен за машките особини. Многу интересно, дури и разлика од неколку атоми може да предизвика разлика во полот.
С6Н12О2 молекулата наликува на молекулата на естрогенскиот и прогестеронскиот хормон. Што е оваа молекула, дали е таа некој друг хормон? НЕ, тоа е шеќерна молекула.
Од примерите на овие три молекули кои се создадени од елементи од ист тип, многу е јасно колку можат да бидат различни супстанците со различен број на атоми. Од една страна, постојат хормони одговорни за половите особини, а од друга, пак, стои шеќерот, основната храна.
Меѓумолекуларни Врски
Како молекулите се комбинираат за да ја формираат материјата?
Бидејќи молекулите стануваат стабилни по нивното формирање, тие повеќе не разменуваат атоми.
Што ги држи заедно?
Хемичарите произвеле различни теории. Испитувањата покажале дека молекулите можат да се комбинираат на различни начини во зависност од особините на атомот во нивниот состав.
Овие врски се многу важни за органската хемија, што е хемијата на живите материи, бидејќи најважните молекули од кои е составен животот се формирани како резултат на нивната способност да ги формираат овие врски. Да земеме пример со протеините. Комплексната три-димензионална форма на протеините кои се градбените делови на живите суштества, се формирани благодарение на овие врски. Ова значи дека слабата хемиска врска меѓу молекулите е најмалку потребна како силната хемиска врска меѓу атомите за формирањето на животот. Секако, силината на овие врски мора да биде со одредена мерка. Молекулите наречени аминокиселини се комбинираат за да ги формираат протеините, кои се многу поголеми молекули. Атомите кои ги формираат аминокиселините се комбинирани со ковалентни врски. Слабите врски ги комбинираат овие аминокиселини на таков начин што произведуваат три-димензионална распореденост. Протеините можат да функционираат во живите организми само ако ја имаат оваа три-димензионална распореденост. Затоа, ако овие врски не постоеле, ниту протеините, а со тоа ниту животот, не би постоеле.
Водородната“ врска, тип на слаба врска, игра голема улога во формирањето на материјалите кои имаат голема важност во нашите животи. На пример, молекулите кои ја формираат водата, која е основата на животот, се комбинирани со водородни врски.

Нема коментара:

Постави коментар