Wetenskaplikes het lank probeer om 'n verenigde teorie te ontwikkel wat die struktuur van molekules sou verduidelik, hul eienskappe in verhouding tot ander stowwe sou beskryf. Om dit te doen, moes hulle die aard en struktuur van die atoom beskryf, die konsepte van "valensie", "elektrondigtheid" en vele ander bekendstel.
Die agtergrond van die skepping van die teorie
Die chemiese struktuur van stowwe het eers die Italianer Amadeus Avogadro geïnteresseerd. Hy het die gewig van die molekules van verskeie gasse begin bestudeer en op grond van sy waarnemings 'n hipotese oor hul struktuur voorgehou. Maar hy was nie die eerste wat daaroor berig het nie, maar het gewag totdat sy kollegas soortgelyke resultate gekry het. Daarna het die manier om die molekulêre gewig van gasse te kry bekend geword as Avogadro se wet.
Die nuwe teorie het ander wetenskaplikes aangespoor om te studeer. Onder hulle was Lomonosov, D alton, Lavoisier, Proust, Mendeleev en Butlerov.
Butlerov se teorie
Die bewoording "teorie van chemiese struktuur" het die eerste keer verskyn in 'n verslag oor die struktuur van stowwe, wat Butlerov in 1861 in Duitsland aangebied het. Dit is ingesluit sonder veranderinge in daaropvolgende publikasies enverskans in die annale van die geskiedenis van die wetenskap. Dit was die voorloper van verskeie nuwe teorieë. In sy dokument het die wetenskaplike sy eie siening oor die chemiese struktuur van stowwe uiteengesit. Hier is 'n paar van sy tesisse:
- atome in molekules word met mekaar verbind op grond van die aantal elektrone in hul buitenste orbitale;
- 'n verandering in die volgorde van verbinding van atome lei tot 'n verandering in die eienskappe van die molekule en die verskyning van 'n nuwe stof;
- chemiese en die fisiese eienskappe van stowwe hang nie net af van watter atome in die samestelling daarvan ingesluit is nie, maar ook van die volgorde van hul verbinding met mekaar, sowel as wedersydse invloed;- om die molekulêre en atoomsamestelling van 'n stof te bepaal, is dit nodig om 'n ketting van opeenvolgende transformasies te teken.
Meetkundige struktuur van molekules
Die chemiese struktuur van atome en molekules is drie jaar later deur Butlerov self aangevul. Hy stel die verskynsel van isomerie in die wetenskap bekend, deur te postuleer dat, selfs met dieselfde kwalitatiewe samestelling, maar verskillende struktuur, stowwe in 'n aantal aanwysers van mekaar sal verskil.
Tien jaar later verskyn die leerstelling van die driedimensionele struktuur van molekules. Dit begin alles met die publikasie deur van't Hoff van sy teorie van die kwaternêre stelsel van valensies in die koolstofatoom. Moderne wetenskaplikes onderskei tussen twee areas van stereochemie: struktureel en ruimtelik.
Op sy beurt is die strukturele deel ook verdeel in isomerie van die skelet en posisie. Dit is belangrik om in ag te neem wanneer organiese stowwe bestudeer word, wanneer hul kwalitatiewe samestelling staties is, en slegsdie aantal waterstof- en koolstofatome en die volgorde van hul verbindings in die molekule.
Ruimtelike isomerie is nodig wanneer daar verbindings is waarvan die atome in dieselfde volgorde gerangskik is, maar in die ruimte is die molekule anders geleë. Ken optiese isomerie toe (wanneer stereo-isomere mekaar weerspieël), diasteriomerisme, geometriese isomerie en ander.
Atome in molekules
Die klassieke chemiese struktuur van 'n molekule impliseer die teenwoordigheid van 'n atoom daarin. Hipoteties is dit duidelik dat die atoom self in 'n molekule kan verander, en sy eienskappe kan ook verander. Dit hang af van watter ander atome dit omring, die afstand tussen hulle en die bindings wat die sterkte van die molekule verskaf.
Moderne wetenskaplikes, wat die algemene relatiwiteitsteorie en kwantumteorie wil versoen, aanvaar as die beginposisie die feit dat wanneer 'n molekule gevorm word, 'n atoom slegs 'n kern en elektrone daarvoor laat, en self ophou om te bestaan. Natuurlik is hierdie formulering nie dadelik bereik nie. Verskeie pogings is aangewend om die atoom as 'n eenheid van die molekule te bewaar, maar hulle het almal nie daarin geslaag om oordeelkundige verstande te bevredig nie.
Struktuur, chemiese samestelling van die sel
Die konsep van "samestelling" beteken die vereniging van alle stowwe wat betrokke is by die vorming en lewe van die sel. Hierdie lys sluit byna die hele tabel van periodieke elemente in:
- ses-en-tagtig elemente is altyd teenwoordig;
- vyf-en-twintig van hulle is deterministies vir normaallewe;- nog sowat twintig is absoluut noodsaaklik.
Die top vyf wenners word oopgemaak deur suurstof, waarvan die inhoud in die sel vyf-en-sewentig persent in elke sel bereik. Dit word tydens die ontbinding van water gevorm, is nodig vir sellulêre respirasiereaksies en verskaf energie vir ander chemiese interaksies. Volgende in belangrikheid is koolstof. Dit is die basis van alle organiese stowwe, en is ook 'n substraat vir fotosintese. Brons kry waterstof – die mees algemene element in die heelal. Dit is ook ingesluit in organiese verbindings op dieselfde vlak as koolstof. Dit is 'n belangrike bestanddeel van water. 'n Eerbare vierde plek word beklee deur stikstof, wat nodig is vir die vorming van aminosure en as gevolg daarvan proteïene, ensieme en selfs vitamiene.
Die chemiese struktuur van die sel sluit ook minder gewilde elemente soos kalsium, fosfor, kalium, swael, chloor, natrium en magnesium in. Saam beslaan hulle ongeveer een persent van die totale hoeveelheid materie in die sel. Mikro-elemente en ultramikro-elemente word ook geïsoleer, wat in spoorhoeveelhede in lewende organismes aangetref word.
