Por muito tempo, os cientistas tentaram desenvolver uma teoria unificada que explicasse a estrutura das moléculas, descrevesse suas propriedades em relação a outras substâncias. Para fazer isso, eles tiveram que descrever a natureza e estrutura do átomo, introduzir os conceitos de "valência", "densidade de elétrons" e muitos outros.
Os antecedentes da criação da teoria
A estrutura química das substâncias interessou primeiro o italiano Amadeus Avogadro. Ele começou a estudar o peso das moléculas de vários gases e, com base em suas observações, apresentou uma hipótese sobre sua estrutura. Mas ele não foi o primeiro a relatar isso, mas esperou até que seus colegas recebessem resultados semelhantes. Depois disso, a forma de obter o peso molecular dos gases ficou conhecida como Lei de Avogadro.
A nova teoria levou outros cientistas a estudar. Entre eles estavam Lomonosov, D alton, Lavoisier, Proust, Mendeleev e Butlerov.
Teoria de Butlerov
A expressão "teoria da estrutura química" apareceu pela primeira vez em um relatório sobre a estrutura das substâncias, que Butlerov apresentou na Alemanha em 1861. Foi incluído sem alterações em publicações posteriores eenraizada nos anais da história da ciência. Este foi o precursor de várias novas teorias. Em seu documento, o cientista esboçou sua própria visão sobre a estrutura química das substâncias. Aqui estão algumas de suas teses:
- os átomos nas moléculas são conectados uns aos outros com base no número de elétrons em seus orbitais externos;
- uma mudança na sequência de conexão dos átomos leva a uma mudança nas propriedades da molécula e o aparecimento de uma nova substância;
- as propriedades químicas e físicas das substâncias dependem não apenas de quais átomos estão incluídos em sua composição, mas também da ordem de sua conexão entre si, bem como da influência mútua;- para determinar a composição molecular e atômica de uma substância, é necessário traçar uma cadeia de transformações sucessivas.
Estrutura geométrica das moléculas
A estrutura química dos átomos e moléculas foi complementada três anos depois pelo próprio Butlerov. Ele introduz o fenômeno do isomerismo na ciência, postulando que, mesmo tendo a mesma composição qualitativa, mas estrutura diferente, as substâncias diferirão entre si em vários indicadores.
Dez anos depois, surge a doutrina da estrutura tridimensional das moléculas. Tudo começa com a publicação por van't Hoff de sua teoria do sistema quaternário de valências no átomo de carbono. Os cientistas modernos distinguem entre duas áreas da estereoquímica: estrutural e espacial.
Por sua vez, a parte estrutural também é dividida em isomerismo do esqueleto e posição. Isso é importante levar em consideração ao estudar substâncias orgânicas, quando sua composição qualitativa é estática e apenaso número de átomos de hidrogênio e carbono e a sequência de seus compostos na molécula.
Isomeria espacial é necessária quando existem compostos cujos átomos estão dispostos na mesma ordem, mas no espaço a molécula está localizada de forma diferente. Aloque isomerismo óptico (quando estereoisômeros se espelham), diasteriomerismo, isomerismo geométrico e outros.
Átomos em moléculas
A estrutura química clássica de uma molécula implica a presença de um átomo nela. Hipoteticamente, é claro que o próprio átomo em uma molécula pode mudar, e suas propriedades também podem mudar. Depende de quais outros átomos o cercam, da distância entre eles e das ligações que fornecem a força da molécula.
Os cientistas modernos, desejando conciliar a teoria geral da relatividade e a teoria quântica, aceitam como posição inicial o fato de que quando uma molécula é formada, um átomo deixa apenas um núcleo e elétrons para ele, e ele mesmo deixa de existir. É claro que essa formulação não foi alcançada imediatamente. Várias tentativas foram feitas para preservar o átomo como uma unidade da molécula, mas todas elas falharam em satisfazer mentes perspicazes.
Estrutura, composição química da célula
O conceito de "composição" significa a união de todas as substâncias que estão envolvidas na formação e vida da célula. Esta lista inclui quase toda a tabela de elementos periódicos:
- oitenta e seis elementos estão sempre presentes;
- vinte e cinco deles são determinísticos para normallife;- cerca de vinte mais são absolutamente necessários.
Os cinco primeiros vencedores são abertos pelo oxigênio, cujo conteúdo na célula atinge setenta e cinco por cento em cada célula. É formado durante a decomposição da água, é necessário para as reações de respiração celular e fornece energia para outras interações químicas. O próximo em importância é o carbono. É a base de todas as substâncias orgânicas e também um substrato para a fotossíntese. Bronze recebe hidrogênio - o elemento mais comum no universo. Também está incluído em compostos orgânicos no mesmo nível que o carbono. É um componente importante da água. Um honroso quarto lugar é ocupado pelo nitrogênio, que é necessário para a formação de aminoácidos e, como resultado, proteínas, enzimas e até vitaminas.
A estrutura química da célula também inclui elementos menos populares, como cálcio, fósforo, potássio, enxofre, cloro, sódio e magnésio. Juntos, eles ocupam cerca de um por cento da quantidade total de matéria na célula. Microelementos e ultramicroelementos também são isolados, que são encontrados em organismos vivos em quantidades vestigiais.
