Teadlased on aastatuhandete vältel mõelnud elu müsteeriumist - nimelt, mis selle loomisesse läheb? Enamiku iidsete kultuuride kohaselt koosnes elu ja kogu eksisteerimine looduse põhielementidest - s.o Maa, õhk, tuul, vesi ja tuli. Ajapikku hakkasid paljud filosoofid siiski välja tooma arusaama, et kõik asjad koosnevad pisikestest jagamatutest asjadest, mida ei saa luua ega hävitada (s.o osakesed).
Kuid see oli suures osas filosoofiline idee ja alles aatomiteooria ja moodsa keemia ilmnemisel hakkasid teadlased postuleerima, et osakesed koos võtmisel tekitasid kõigi asjade peamised ehitusplokid. Nad nimetasid neid molekulideks, mis on võetud ladina keelest "mutid" (mis tähendab "mass" või "tõke"). Kuid tänapäevase osakeste teooria kontekstis kasutatud termin viitab väikestele massiühikutele.
Definitsioon:
Klassikalise määratluse kohaselt on molekul aine väikseim osake, millel on selle aine keemilised ja füüsikalised omadused. Need koosnevad kahest või enamast aatomist, grupist sarnastest või erinevatest aatomitest, mida hoiavad koos keemilised jõud.
See võib koosneda ühe keemilise elemendi aatomitest nagu hapnik (O2) või erinevatest elementidest nagu vesi (H2O). Aine komponendina on molekulid orgaanilistes ainetes tavalised (ja seetõttu ka biokeemias) ja need võimaldavad elulisi elemente, nagu vedel vesi ja hingav keskkond.
Võlakirjade tüübid:
Molekule hoitakse koos kahte tüüpi sidemetega - kovalentsed sidemed või ioonilised sidemed. Kovalentne side on keemiline side, mis hõlmab elektronide paaride jagamist aatomite vahel. Ja nende moodustunud sidet, mis on aatomite vahel atraktiivsete ja tõrjuvate jõudude stabiilse tasakaalu tulemus, nimetatakse kovalentseks sidumiseks.
Iooniline sidumine on seevastu teatud tüüpi keemiline side, mis hõlmab vastandlikult laetud ioonide vahelist elektrostaatilist tõmmet. Ioonid, mis on seotud sedalaadi sidemega, on aatomid, mis on kaotanud ühe või mitu elektroni (nn katioonid), ja need, mis on saanud ühe või mitu elektronit (nn anioonid). Vastupidiselt kovalentsusele nimetatakse seda ülekannet elektrovalanceks.
Kõige lihtsamates vormides toimuvad kovelatiivsed sidemed metalli aatomi (katioonina) ja mittemetallilise aatomi (anioon) vahel, mille tulemuseks on ühendid nagu naatriumkloriid (NaCl) või raudoksiid (Fe²O³) - aka. sool ja rooste. Siiski võib teha ka keerulisemaid korraldusi, näiteks ammoonium (NH4+) või süsivesinikud nagu metaan (CH4) ja etaani (H3CCH3).
Õppe ajalugu
Ajalooliselt on molekulaarteooria ja aatomiteooria põimunud. Esimene diskreetne üksus, mis koosneb "diskreetsetest ühikutest", algas muistses Indias, kus džainismi praktikud toetusid arusaamale, et kõik asjad koosnevad väikestest jagamatutest elementidest, mis ühendavad omavahel keerukamaid objekte.
Vana-Kreekas lõid filosoofid Leucippus ja Democritus termini „atomos”, viidates „mateeria väikseimatele jagamatutele osadele”, millest tuletame tänapäevase termini aatom.
Siis väitis loodusteadlane Robert Boyle 1661. aastal keemiat käsitlevas traktaadis pealkirjaga “Skeptiline kümist“- see aine koosnes mitmesugustest“ korpuskulaarsete ”kombinatsioonidest, mitte maa, õhk, tuul, vesi ja tuli. Kuid. need tähelepanekud piirdusid filosoofia valdkonnaga.
Alles 18. sajandi lõpus ja 19. sajandi alguses, kui Antoine Lavoisier 'massi säilitamise seadus ja Daltoni mitmike proportsioonide seadus tõid aatomid ja molekulid raske teaduse valdkonda. Esimene tegi ettepaneku, et elemendid on põhiained, mida ei saa enam lagundada, samas kui teine tegi ettepaneku, et iga element koosneks ühest ainulaadsest aatomi tüübist ja et need võiksid omavahel ühendada, moodustades keemilisi ühendeid.
Veel üks õnnistus tuli 1865. aastal, kui Johann Josef Loschmidt mõõtis õhku moodustavate molekulide suuruse, andes molekulidele seeläbi skaalajaotuse. Skaneeriva tunnelimikroskoobi (STM) leiutamine 1981. aastal võimaldas aatomeid ja molekule ka esimest korda vahetult jälgida.
Täna täiendatakse meie molekulide kontseptsiooni tänu käimasolevatele uuringutele kvantfüüsika, orgaanilise keemia ja biokeemia valdkonnas. Ja kui rääkida elu otsimisest teistes maailmades, on oluline mõista, mida orgaanilised molekulid vajavad, et väljuda keemiliste ehitusplokkide kombinatsioonist.
Oleme ajakirjale Space Magazine kirjutanud palju huvitavaid artikleid molekulide kohta. Siin kosmosest pärit molekulid võisid mõjutada Maa elu, prebiootilised molekulid võivad moodustuda eksoplaneedi atmosfääris, väljaspool meie päikesesüsteemi leiduvad orgaanilised molekulid, tähtedevahelises ruumis leiduvad ülimad prebiootilised molekulid.
Lisateabe saamiseks vaadake Encyclopaedia Britannica lehte molekulide kohta.
Samuti oleme salvestanud terve episoodi astronoomiast, milles räägitakse kõike kosmoses olevate molekulide kohta. Kuulake siin, episood 116: Molekulid kosmoses.
Allikad:
- Vikipeedia - Molekul
- Entsüklopeedia Britannica - molekul
