Për një kohë të gjatë, shkencëtarët u përpoqën të zhvillonin një teori të unifikuar që do të shpjegonte strukturën e molekulave, do të përshkruante vetitë e tyre në lidhje me substancat e tjera. Për ta bërë këtë, ata duhej të përshkruanin natyrën dhe strukturën e atomit, të prezantonin konceptet e "valencës", "dendësisë së elektroneve" dhe shumë të tjera.
Sfondi i krijimit të teorisë
Struktura kimike e substancave i interesoi fillimisht italianit Amadeus Avogadro. Ai filloi të studionte peshën e molekulave të gazeve të ndryshme dhe, bazuar në vëzhgimet e tij, parashtroi një hipotezë për strukturën e tyre. Por ai nuk ishte i pari që raportoi për të, por priti derisa kolegët e tij të merrnin rezultate të ngjashme. Pas kësaj, mënyra për të marrë peshën molekulare të gazeve u bë e njohur si Ligji i Avogadro-s.
Teoria e re nxiti shkencëtarë të tjerë të studionin. Midis tyre ishin Lomonosov, D alton, Lavoisier, Proust, Mendeleev dhe Butlerov.
Teoria e Butlerov
Formulimi "teoria e strukturës kimike" u shfaq për herë të parë në një raport mbi strukturën e substancave, të cilin Butlerov e paraqiti në Gjermani në 1861. Ai u përfshi pa ndryshime në botimet e mëvonshme dhengulitur në analet e historisë së shkencës. Ky ishte pararendësi i disa teorive të reja. Në dokumentin e tij, shkencëtari përshkroi pikëpamjen e tij mbi strukturën kimike të substancave. Këtu janë disa nga tezat e tij:
- atomet në molekula janë të lidhura me njëri-tjetrin bazuar në numrin e elektroneve në orbitalet e tyre të jashtme;
- një ndryshim në sekuencën e lidhjes së atomeve çon në një ndryshim në vetitë e molekulës dhe shfaqja e një substance të re;
- vetitë kimike dhe fizike të substancave varen jo vetëm nga cilat atome përfshihen në përbërjen e saj, por edhe nga rendi i lidhjes së tyre me njëri-tjetrin, si dhe nga ndikimi i ndërsjellë;- për të përcaktuar përbërjen molekulare dhe atomike të një substance, është e nevojshme të vizatoni një zinxhir transformimesh të njëpasnjëshme.
Struktura gjeometrike e molekulave
Struktura kimike e atomeve dhe molekulave u plotësua tre vjet më vonë nga vetë Butlerov. Ai prezanton fenomenin e izomerizmit në shkencë, duke supozuar se, edhe duke pasur të njëjtën përbërje cilësore, por strukturë të ndryshme, substancat do të ndryshojnë nga njëra-tjetra në një sërë treguesish.
Dhjetë vjet më vonë, shfaqet doktrina e strukturës tredimensionale të molekulave. Gjithçka fillon me publikimin nga van't Hoff të teorisë së tij të sistemit kuaternar të valencave në atomin e karbonit. Shkencëtarët modernë bëjnë dallimin midis dy fushave të stereokimisë: strukturore dhe hapësinore.
Nga ana tjetër, pjesa strukturore ndahet gjithashtu në izomerizëm të skeletit dhe pozicionit. Kjo është e rëndësishme të merret parasysh gjatë studimit të substancave organike, kur përbërja e tyre cilësore është statike dhe vetëmnumri i atomeve të hidrogjenit dhe karbonit dhe sekuenca e përbërjeve të tyre në molekulë.
Izomerizmi hapësinor është i nevojshëm kur ka komponime atomet e të cilëve janë të renditur në të njëjtin rend, por në hapësirë molekula është e vendosur ndryshe. Alokoni izomerizmin optik (kur stereoizomerët pasqyrojnë njëri-tjetrin), diasteriomerizmin, izomerinë gjeometrike dhe të tjera.
Atomet në molekula
Struktura klasike kimike e një molekule nënkupton praninë e një atomi në të. Hipotetikisht, është e qartë se vetë atomi në një molekulë mund të ndryshojë, dhe vetitë e tij gjithashtu mund të ndryshojnë. Varet nga ato atome të tjera që e rrethojnë atë, distanca ndërmjet tyre dhe lidhjet që sigurojnë forcën e molekulës.
Shkencëtarët modernë, duke dashur të pajtojnë teorinë e përgjithshme të relativitetit dhe teorinë kuantike, pranojnë si pozicion fillestar faktin se kur formohet një molekulë, një atom lë vetëm një bërthamë dhe elektrone për të dhe vetë pushon së ekzistuari.. Sigurisht, ky formulim nuk u arrit menjëherë. Janë bërë disa përpjekje për të ruajtur atomin si një njësi të molekulës, por të gjitha nuk kanë arritur të kënaqin mendjet e mprehta.
Struktura, përbërja kimike e qelizës
Koncepti i "përbërjes" nënkupton bashkimin e të gjitha substancave që përfshihen në formimin dhe jetën e qelizës. Kjo listë përfshin pothuajse të gjithë tabelën e elementeve periodike:
- tetëdhjetë e gjashtë elementë janë gjithmonë të pranishëm;
- njëzet e pesë prej tyre janë përcaktues për normalenjeta; - rreth njëzet të tjera janë absolutisht të nevojshme.
Pesë fituesit kryesorë hapen nga oksigjeni, përmbajtja e të cilit në qelizë arrin shtatëdhjetë e pesë për qind në çdo qelizë. Formohet gjatë dekompozimit të ujit, është i nevojshëm për reaksionet e frymëmarrjes qelizore dhe siguron energji për ndërveprime të tjera kimike. Më pas për nga rëndësia është karboni. Është baza e të gjitha substancave organike, dhe është gjithashtu një substrat për fotosintezën. Bronzi merr hidrogjen - elementi më i zakonshëm në univers. Përfshihet gjithashtu në përbërjet organike në të njëjtin nivel me karbonin. Është një përbërës i rëndësishëm i ujit. Vendin e katërt të nderuar e zë azoti, i cili është i nevojshëm për formimin e aminoacideve dhe, si rrjedhojë, proteinave, enzimave dhe madje edhe vitaminave.
Struktura kimike e qelizës përfshin gjithashtu elementë më pak të njohur si kalciumi, fosfori, kaliumi, squfuri, klori, natriumi dhe magnezi. Së bashku ata zënë rreth një për qind të sasisë totale të materies në qelizë. Mikroelementet dhe ultramikroelementet janë gjithashtu të izoluar, të cilët gjenden në organizmat e gjallë në sasi të vogla.
