برای مدت طولانی، دانشمندان سعی کردند یک نظریه واحد ایجاد کنند که ساختار مولکول ها را توضیح دهد، خواص آنها را در رابطه با مواد دیگر توصیف کند. برای انجام این کار، آنها باید ماهیت و ساختار اتم را توصیف می کردند، مفاهیم "ظرفیت"، "چگالی الکترون" و بسیاری دیگر را معرفی می کردند.
پیشینه ایجاد نظریه
ساختار شیمیایی مواد ابتدا آمادئوس آووگادرو ایتالیایی را مورد توجه قرار داد. او شروع به مطالعه وزن مولکول های گازهای مختلف کرد و بر اساس مشاهدات خود، فرضیه ای در مورد ساختار آنها مطرح کرد. اما او اولین کسی نبود که در مورد آن گزارش داد، بلکه منتظر ماند تا همکارانش نتایج مشابهی دریافت کنند. پس از آن راه بدست آوردن وزن مولکولی گازها به قانون آووگادرو معروف شد.
نظریه جدید دانشمندان دیگر را به مطالعه ترغیب کرد. از جمله آنها لومونوسوف، دالتون، لاووازیه، پروست، مندلیف و باتلروف بودند.
نظریه باتلروف
عبارت "نظریه ساختار شیمیایی" برای اولین بار در گزارشی در مورد ساختار مواد ظاهر شد که باتلروف در سال 1861 در آلمان ارائه کرد. بدون تغییر در انتشارات بعدی ودر سالنامه تاریخ علم تثبیت شده است. این پیشرو چندین نظریه جدید بود. در سند خود، دانشمند دیدگاه خود را در مورد ساختار شیمیایی مواد بیان کرد. در اینجا برخی از پایان نامه های او آمده است:
- اتم های موجود در مولکول ها بر اساس تعداد الکترون های موجود در اوربیتال های بیرونی خود به یکدیگر متصل می شوند؛
- تغییر در توالی اتصال اتم ها منجر به تغییر در خواص مولکول می شود. و ظهور یک ماده جدید؛
- خواص شیمیایی و فیزیکی مواد نه تنها به این بستگی دارد که کدام اتم ها در ترکیب آن قرار دارند، بلکه به ترتیب اتصال آنها به یکدیگر و همچنین تأثیر متقابل بستگی دارد.;- برای تعیین ترکیب مولکولی و اتمی یک ماده، لازم است زنجیره ای از تبدیل های متوالی ترسیم شود.
ساختار هندسی مولکولها
ساختار شیمیایی اتم ها و مولکول ها سه سال بعد توسط خود باتلروف تکمیل شد. او پدیده ایزومریسم را وارد علم می‌کند و فرض می‌کند که مواد حتی با داشتن ترکیب کیفی یکسان، اما ساختار متفاوت، در تعدادی از شاخص‌ها با یکدیگر متفاوت خواهند بود.
ده سال بعد، دکترین ساختار سه بعدی مولکول ها ظاهر شد. همه چیز با انتشار نظریه سیستم چهارتایی ظرفیت ها در اتم کربن توسط وانت هاف شروع می شود. دانشمندان مدرن بین دو حوزه استریوشیمی تمایز قائل می شوند: ساختاری و فضایی.
به نوبه خود، بخش ساختاری نیز به ایزومریسم اسکلت و موقعیت تقسیم می شود. این مهم است که هنگام مطالعه مواد آلی در نظر گرفته شود، زمانی که ترکیب کیفی آنها ثابت است، و فقطتعداد اتم های هیدروژن و کربن و توالی ترکیبات آنها در مولکول.
ایزومری فضایی زمانی ضروری است که ترکیباتی وجود داشته باشد که اتم های آنها به ترتیب یکسانی قرار گرفته اند، اما در فضا، مولکول متفاوت است. ایزومریسم نوری (زمانی که استریو ایزومرها یکدیگر را آینه می کنند)، دیاستریومریسم، ایزومریسم هندسی و موارد دیگر را اختصاص دهید.
اتمها در مولکولها
ساختار شیمیایی کلاسیک یک مولکول دلالت بر وجود یک اتم در آن دارد. به طور فرضی، واضح است که خود اتم در یک مولکول می تواند تغییر کند و خواص آن نیز می تواند تغییر کند. بستگی به این دارد که چه اتم های دیگری آن را احاطه کرده اند، فاصله بین آنها و پیوندهایی که استحکام مولکول را فراهم می کنند.
دانشمندان مدرن که مایلند نظریه نسبیت عام و نظریه کوانتومی را با هم تطبیق دهند، این واقعیت را به عنوان موضع اولیه می پذیرند که وقتی یک مولکول تشکیل می شود، یک اتم فقط یک هسته و الکترون برای آن باقی می گذارد و خود از بین می رود.. البته این فرمول بلافاصله به دست نیامد. تلاش‌های متعددی برای حفظ اتم به‌عنوان واحد مولکول انجام شده است، اما همه آنها نتوانسته‌اند اذهان فهیم را راضی کنند.
ساختار، ترکیب شیمیایی سلول
مفهوم "ترکیب" به معنای اتحاد همه موادی است که در تشکیل و زندگی سلول نقش دارند. این لیست تقریباً کل جدول عناصر تناوبی را شامل می شود:
- هشتاد و شش عنصر همیشه وجود دارد؛
- بیست و پنج مورد از آنها برای عادی قطعی هستند.زندگی؛- حدود بیست مورد دیگر کاملاً ضروری است.
پنج برنده برتر با اکسیژن باز می شوند که محتوای آن در سلول در هر سلول به هفتاد و پنج درصد می رسد. در هنگام تجزیه آب تشکیل می شود، برای واکنش های تنفسی سلولی ضروری است و انرژی را برای سایر فعل و انفعالات شیمیایی فراهم می کند. بعدی از نظر اهمیت کربن است. این پایه همه مواد آلی است و همچنین بستری برای فتوسنتز است. برنز هیدروژن را دریافت می کند - رایج ترین عنصر در جهان. همچنین در ترکیبات آلی در همان سطح کربن گنجانده شده است. یکی از اجزای مهم آب است. رتبه چهارم پر افتخار نیتروژن است که برای تشکیل اسیدهای آمینه و در نتیجه پروتئین ها، آنزیم ها و حتی ویتامین ها ضروری است.
ساختار شیمیایی سلول همچنین شامل عناصر کمتر محبوبی مانند کلسیم، فسفر، پتاسیم، گوگرد، کلر، سدیم و منیزیم است. آنها با هم حدود یک درصد از کل ماده سلول را اشغال می کنند. ریزعنصرها و اولترا میکروالمان‌ها نیز جدا شده‌اند که در موجودات زنده به مقدار کمی یافت می‌شوند.
