I lang tid forsøgte videnskabsmænd at udvikle en samlet teori, der kunne forklare strukturen af molekyler, beskrive deres egenskaber i forhold til andre stoffer. For at gøre dette skulle de beskrive atomets natur og struktur, introducere begreberne "valens", "elektrondensitet" og mange andre.
Baggrunden for skabelsen af teorien
Den kemiske struktur af stoffer interesserede først italieneren Amadeus Avogadro. Han begyndte at studere vægten af molekylerne af forskellige gasser og på baggrund af sine observationer fremsatte han en hypotese om deres struktur. Men han var ikke den første, der rapporterede om det, men ventede, indtil hans kolleger fik lignende resultater. Derefter blev vejen til at få molekylvægten af gasser kendt som Avogadros lov.
Den nye teori fik andre videnskabsmænd til at studere. Blandt dem var Lomonosov, D alton, Lavoisier, Proust, Mendeleev og Butlerov.
Butlerovs teori
Ordlyden "teori om kemisk struktur" dukkede første gang op i en rapport om strukturen af stoffer, som Butlerov præsenterede i Tyskland i 1861. Den blev medtaget uden ændringer i efterfølgende udgivelser ogforankret i videnskabshistoriens annaler. Dette var forløberen for flere nye teorier. I sit dokument skitserede videnskabsmanden sit eget syn på den kemiske struktur af stoffer. Her er nogle af hans afhandlinger:
- atomer i molekyler er forbundet med hinanden baseret på antallet af elektroner i deres ydre orbitaler;
- en ændring i rækkefølgen af forbindelse af atomer fører til en ændring i molekylets egenskaber og fremkomsten af et nyt stof;
- stoffers kemiske og fysiske egenskaber afhænger ikke kun af, hvilke atomer der indgår i dets sammensætning, men også af rækkefølgen af deres forbindelse til hinanden, såvel som gensidig påvirkning;- for at bestemme den molekylære og atomare sammensætning af et stof, er det nødvendigt at tegne en kæde af successive transformationer.
Geometrisk struktur af molekyler
Den kemiske struktur af atomer og molekyler blev suppleret tre år senere af Butlerov selv. Han introducerer fænomenet isomerisme i videnskaben og postulerer, at selv med den samme kvalitative sammensætning, men forskellig struktur, vil stoffer adskille sig fra hinanden i en række indikatorer.
Ti år senere dukker doktrinen om molekylers tredimensionelle struktur op. Det hele starter med udgivelsen af van't Hoff af hans teori om det kvaternære system af valenser i carbonatomet. Moderne videnskabsmænd skelner mellem to områder af stereokemi: strukturel og rumlig.
Til gengæld er den strukturelle del også opdelt i isomerisme af skelettet og position. Dette er vigtigt at tage i betragtning, når man studerer organiske stoffer, når deres kvalitative sammensætning er statisk, og kunantallet af brint- og carbonatomer og rækkefølgen af deres forbindelser i molekylet.
Rumlig isomerisme er nødvendig, når der er forbindelser, hvis atomer er arrangeret i samme rækkefølge, men i rummet er molekylet placeret anderledes. Tildel optisk isomerisme (når stereoisomerer spejler hinanden), diasteriomerisme, geometrisk isomerisme og andre.
Atomer i molekyler
Den klassiske kemiske struktur af et molekyle antyder tilstedeværelsen af et atom i det. Hypotetisk er det klart, at selve atomet i et molekyle kan ændre sig, og dets egenskaber kan også ændre sig. Det afhænger af, hvilke andre atomer der omgiver det, afstanden mellem dem og bindingerne, der giver molekylets styrke.
Moderne videnskabsmænd, der ønsker at forene den generelle relativitetsteori og kvanteteori, accepterer det faktum, at når et molekyle dannes, efterlader et atom kun en kerne og elektroner til det, og selv holder op med at eksistere.. Denne formulering blev naturligvis ikke nået med det samme. Der er blevet gjort adskillige forsøg på at bevare atomet som en enhed af molekylet, men de har alle ikke kunnet tilfredsstille kræsne sind.
Struktur, kemisk sammensætning af cellen
Begrebet "sammensætning" betyder foreningen af alle stoffer, der er involveret i cellens dannelse og liv. Denne liste omfatter næsten hele tabellen over periodiske elementer:
- seksogfirs elementer er altid til stede;
- femogtyve af dem er deterministiske for normalliv;- omkring tyve mere er absolut nødvendige.
De fem bedste vindere åbnes af oxygen, hvis indhold i cellen når femoghalvfjerds procent i hver celle. Det dannes under nedbrydningen af vand, er nødvendigt for cellulære respirationsreaktioner og giver energi til andre kemiske interaktioner. Den næste af betydning er kulstof. Det er grundlaget for alle organiske stoffer, og er også et substrat for fotosyntese. Bronze får brint - det mest almindelige grundstof i universet. Det indgår også i organiske forbindelser på samme niveau som kulstof. Det er en vigtig bestanddel af vand. En hæderlig fjerdeplads indtager nitrogen, som er nødvendigt for dannelsen af aminosyrer og som følge heraf proteiner, enzymer og endda vitaminer.
Cellens kemiske struktur omfatter også mindre populære elementer såsom calcium, fosfor, kalium, svovl, klor, natrium og magnesium. Tilsammen optager de omkring én procent af den samlede mængde stof i cellen. Mikroelementer og ultramikroelementer er også isoleret, som findes i levende organismer i spormængder.
