Məlumat

2.1: Molekulların Tikinti Blokları - Biologiya

2.1: Molekulların Tikinti Blokları - Biologiya


We are searching data for your request:

Forums and discussions:
Manuals and reference books:
Data from registers:
Wait the end of the search in all databases.
Upon completion, a link will appear to access the found materials.

Ən fundamental səviyyədə həyat maddədən ibarətdir. Bütün maddələr kimyəvi cəhətdən parçalana bilməyən və ya başqa maddələrə çevrilə bilməyən elementlərdən, maddələrdən ibarətdir. Hər bir element sabit sayda protona və unikal xüsusiyyətlərə malik atomlardan ibarətdir. Cəmi 118 element müəyyən edilmişdir; lakin təbii olaraq yalnız 92, canlı hüceyrələrdə isə 30-dan az olur. Qalan 26 element qeyri-sabitdir və buna görə də çox uzun müddət mövcud deyil və ya nəzəri xarakter daşıyır və hələ aşkar edilməmişdir.

Hər bir element kimyəvi simvolu ilə təyin olunur (məsələn, H, N, O, C və Na) və unikal xüsusiyyətlərə malikdir. Bu unikal xüsusiyyətlər elementlərin müəyyən üsullarla birləşməsinə və bir-biri ilə bağlanmasına imkan verir.

Atomlar

Atom elementin bütün kimyəvi xassələrini özündə saxlayan elementin ən kiçik komponentidir. Məsələn, bir hidrogen atomu hidrogen elementinin bütün xüsusiyyətlərinə malikdir, məsələn, otaq temperaturunda qaz şəklində mövcuddur və su molekulunu yaratmaq üçün oksigenlə birləşir. Hidrogen atomları hələ də hidrogenin xüsusiyyətlərini saxlayaraq daha kiçik bir şeyə parçalana bilməz. Əgər bir hidrogen atomu atomaltı hissəciklərə parçalansaydı, o, artıq hidrogen xüsusiyyətlərinə malik olmayacaqdı.

Ən əsas səviyyədə bütün orqanizmlər elementlərin birləşməsindən ibarətdir. Onların tərkibində molekullar yaratmaq üçün birləşən atomlar var. Heyvanlar kimi çoxhüceyrəli orqanizmlərdə molekullar birləşərək orqanları meydana gətirən toxumaları meydana gətirən hüceyrələr yaratmaq üçün qarşılıqlı təsir göstərə bilər. Bu birləşmələr bütün çoxhüceyrəli orqanizmlər əmələ gələnə qədər davam edir.

Bütün atomlarda protonlar, elektronlar və neytronlar var (Şəkil 2.1.1). Yalnız bir proton və bir elektrondan ibarət olan hidrogen (H) istisnadır. Proton atomun nüvəsində (atomun nüvəsində) yerləşən və kütləsi 1 və yükü +1 olan müsbət yüklü hissəcikdir. Elektron nüvənin ətrafındakı boşluqda hərəkət edən mənfi yüklü hissəcikdir. Başqa sözlə, nüvədən kənarda yaşayır. Onun cüzi bir kütləsi var və yükü -1-dir.


Şəkil 2.1.1: Atomlar nüvə daxilində yerləşən proton və neytronlardan və nüvəni əhatə edən elektronlardan ibarətdir.

Neytronlar, protonlar kimi, atomun nüvəsində yerləşir. Onların kütləsi 1-dir və yükü yoxdur. Müsbət (protonlar) və mənfi (elektronlar) yüklər, xalis sıfır yükü olan neytral atomda bir-birini tarazlayır.

Proton və neytronların hər birinin kütləsi 1 olduğundan, atomun kütləsi həmin atomun proton və neytronlarının sayına bərabərdir. Elektronların sayı ümumi kütləyə təsir etmir, çünki onların kütləsi çox kiçikdir.

Daha əvvəl qeyd edildiyi kimi, hər bir elementin özünəməxsus xüsusiyyətləri var. Hər birində fərqli sayda proton və neytron var, bu da ona öz atom nömrəsini və kütlə nömrəsini verir. Elementin atom nömrəsi elementin tərkibindəki protonların sayına bərabərdir. Kütləvi sayı və ya atom kütləsi, protonların sayı və bu elementin neytronlarının sayıdır. Buna görə də atom nömrəsini kütlə sayından çıxarmaqla neytronların sayını müəyyən etmək mümkündür.

Bu nömrələr elementlər və onların birləşdirildikdə necə reaksiya verəcəyi haqqında məlumat verir. Fərqli elementlərin fərqli ərimə və qaynama nöqtələri var və otaq temperaturunda müxtəlif vəziyyətlərdə (maye, bərk və ya qaz) olurlar. Onlar da müxtəlif yollarla birləşirlər. Bəziləri xüsusi istiqraz növləri yaradır, digərləri isə yox. Onların birləşməsi mövcud elektronların sayına əsaslanır. Bu xüsusiyyətlərə görə elementlər elementlərin dövri cədvəlinə, hər bir elementin atom nömrəsini və nisbi atom kütləsini ehtiva edən elementlərin cədvəlinə yerləşdirilir. Dövri cədvəl həmçinin elementlərin xassələri haqqında əsas məlumatları verir (Şəkil 2.1.2)-çox vaxt rəng kodlaması ilə göstərilir. Cədvəlin düzülüşü, həmçinin hər bir elementdəki elektronların necə təşkil edildiyini göstərir və atomların molekulları meydana gətirmək üçün bir-biri ilə necə reaksiya verəcəyinə dair mühüm təfərrüatlar verir.

İzotoplar eyni sayda proton, lakin fərqli sayda neytron olan eyni elementin müxtəlif formalarıdır. Karbon, kalium və uran kimi bəzi elementlərin təbii izotopları var. Karbonun ən çox yayılmış izotopu olan Karbon-12, altı proton və altı neytrondan ibarətdir. Buna görə də onun kütlə sayı 12 (altı proton və altı neytron) və atom nömrəsi 6 (bu onu karbon edir). Karbon-14 altı proton və səkkiz neytrondan ibarətdir. Buna görə də, onun kütlə sayı 14 (altı proton və səkkiz neytron) və atom nömrəsi 6, yəni hələ də karbon elementidir. Karbonun bu iki alternativ forması izotoplardır. Bəzi izotoplar qeyri-sabitdir və daha sabit elementlər yaratmaq üçün protonları, digər subatomik hissəcikləri və ya enerjini itirəcəklər. Bunlara radioaktiv izotoplar və ya radioizotoplar deyilir.

ART BAĞLANTISI

(K) kalium-39 və kalium-40-da müvafiq olaraq neçə neytron var?

FƏALİYYƏTDƏ TƏKAMÜL


Carbon DatingCarbon-14 (14C) atmosferdə kosmik şüaların yaratdığı təbii radioizotopdur. Bu davamlı bir prosesdir, daha çox 14C həmişə yaradılır. Canlı orqanizm inkişaf etdikcə nisbi səviyyəsi 14Bədənindəki C konsentrasiyasına bərabərdir 14atmosferdə C. Orqanizm öləndə o, artıq qəbul edilmir 14C, beləliklə nisbət azalacaq. 14C üçün çürüyür 14N beta çürüməsi adlanan proseslə; bu yavaş prosesdə enerji verir.

Təxminən 5.730 il sonra, başlanğıc konsentrasiyanın yalnız yarısı 14C çevrilmiş olacaq 14N. İzotopun ilkin konsentrasiyasının yarısının daha sabit formada parçalanmasına onun yarı ömrü adlanır. Çünki yarı ömrü 14C uzundur, fosillər kimi əvvəllər yaşayan obyektləri yaşlandırmaq üçün istifadə olunur. nisbətindən istifadə edərək 14Cisimdə tapılan C konsentrasiyası miqdarı 14Atmosferdə təsbit edilən C, hələ çürüməmiş izotopun miqdarı təyin edilə bilər. Bu məbləğə əsasən, fosilin yaşını təxminən 50.000 ilə hesablamaq olar (Şəkil 2.1.3). Köhnə fosillərin yaşını hesablamaq üçün kalium-40 kimi daha uzun yarı ömrü olan izotoplardan istifadə edilir. Karbon tarixçəsindən istifadə etməklə alimlər son 50.000 il ərzində yaşayan orqanizmlərin ekologiyasını və biocoğrafiyasını yenidən qura bilərlər.

FƏALİYYƏTDƏKİ KONSEPT

Atomlar və izotoplar və bir izotopu digərindən necə ayırd edə biləcəyinizi öyrənmək üçün bu sayta daxil olun və simulyasiyanı həyata keçirin.

Kimyəvi bağlar

Elementlərin bir-biri ilə qarşılıqlı əlaqəsi onların elektronlarının necə təşkil olunduğundan və atomda elektronların mövcud olduğu ən kənar bölgədə elektronlar üçün neçə boşluq olduğundan asılıdır. Elektronlar nüvənin ətrafında qabıqlar meydana gətirən enerji səviyyələrində mövcuddur. Ən yaxın qabıq iki elektronu saxlaya bilər. Nüvəyə ən yaxın olan qabıq həmişə ilk növbədə, hər hansı digər qabıq doldurulmazdan əvvəl doldurulur. Hidrogenin bir elektronu var; buna görə də, onun ən aşağı qabıqda yalnız bir nöqtəsi var. Heliumun iki elektronu var; buna görə də iki elektronu ilə ən aşağı qabığı tamamilə doldura bilir. Dövri cədvələ baxsanız, ilk cərgədə hidrogen və heliumun yalnız iki element olduğunu görərsiniz. Bunun səbəbi, onların yalnız ilk qabığında elektronların olmasıdır. Hidrogen və helium ən aşağı qabığa malik olan və başqa qabıqları olmayan yeganə iki elementdir.

İkinci və üçüncü enerji səviyyələri səkkiz elektron tuta bilər. Səkkiz elektron dörd cütdə düzülür və hər cütlük tamamlanmazdan əvvəl hər cütdəki bir mövqe elektronla doldurulur.

Dövri cədvələ yenidən baxdıqda (Şəkil 2.1.2) yeddi cərgənin olduğunu görəcəksiniz. Bu sıralar həmin cərgədəki elementlərin mərmi sayına uyğundur. Sütunlar soldan sağa doğru irəlilədikcə müəyyən bir cərgədə olan elementlər artan sayda elektrona malikdir. Hər bir elementdə eyni sayda qabıq olsa da, qabıqların hamısı elektronlarla tam doldurulmur. Dövri cədvəlin ikinci sırasına baxsanız, litium (Li), berillium (Be), bor (B), karbon (C), azot (N), oksigen (O), flüor (F), və neon (Ne). Bunların hamısında yalnız birinci və ikinci qabıqları tutan elektronlar var. Litiumun ən xarici qabığında yalnız bir elektron, berilyumun iki elektronu, borun üçü və s., neonda olduğu kimi, bütün qabıq səkkiz elektronla doldurulana qədər.

Bütün elementlərin ən xarici qabıqlarını doldurmaq üçün kifayət qədər elektronları yoxdur, lakin ən xarici qabıqdakı bütün elektron mövqeləri doldurulduqda bir atom ən sabit vəziyyətdədir. Ən kənar qabıqlardakı bu boş yerlərə görə, molekulların əmələ gəlməsi ilə nəticələnən iki və ya daha çox eyni və ya fərqli elementlər arasında kimyəvi bağların və ya qarşılıqlı təsirlərin meydana gəlməsini görürük. Daha böyük sabitliyə nail olmaq üçün atomlar xarici qabıqlarını tamamilə doldurmağa meylli olacaqlar və elektronları paylaşaraq, başqa bir atomdan elektronları qəbul edərək və ya elektronları başqa bir atoma bağışlayaraq bu məqsədə çatmaq üçün digər elementlərlə əlaqə quracaqlar. Aşağı atom nömrələri olan elementlərin ən kənar qabıqları (atom nömrəsi 20 olan kalsiuma qədər) səkkiz elektron saxlaya bildiyi üçün buna oktet qaydası deyilir. Bir element xarici qabığını doldurmaq və oktet qaydasını təmin etmək üçün elektronları bağışlaya, qəbul edə və ya digər elementlərlə paylaşa bilər.

Bir atomda bərabər sayda proton və elektron yoxdursa, ona ion deyilir. Elektronların sayı protonların sayına bərabər olmadığı üçün hər bir ion xalis yükə malikdir. Müsbət ionlar elektronların itirilməsi nəticəsində əmələ gəlir və kationlar adlanır. Mənfi ionlar elektron əldə etməklə əmələ gəlir və onlara anion deyilir.

Məsələn, natriumun ən xarici qabığında yalnız bir elektron var. Natriumun bir elektronu bağışlaması, xarici qabığı doldurmaq üçün yeddi daha çox elektron qəbul etməkdən daha az enerji tələb edir. Natrium bir elektron itirirsə, indi onun 11 protonu və cəmi 10 elektronu var və ümumi yük +1 olur. İndi onu natrium ionu adlandırırlar.

Xlor atomunun xarici qabığında yeddi elektron var. Yenə də, xlorun yeddi elektron itirməkdənsə, bir elektron qazanması enerji baxımından daha qənaətlidir. Buna görə də, 17 proton və 18 elektronlu bir ion yaratmaq üçün elektron qazanmağa meyllidir və ona xalis mənfi (-1) yük verir. İndi ona xlorid ionu deyilir. Elektronların bir elementdən digərinə bu hərəkətinə elektron köçürmə deyilir. Şəkil 2.1.4-də göstərildiyi kimi, natrium atomunun (Na) ən xarici təbəqəsində yalnız bir elektron, xlor atomunun (Cl) isə ən xarici təbəqəsində yeddi elektronu var. Bir natrium atomu qabığını boşaltmaq üçün bir elektronunu bağışlayacaq və bir xlor atomu bu elektronu qabığını doldurmaq üçün qəbul edərək xlorid halına gələcək. Hər iki ion artıq oktet qaydasını təmin edir və tam xarici qabıqlara malikdir. Elektronların sayı artıq protonların sayına bərabər olmadığı üçün hər biri indi bir iondur və +1 (natrium) və ya -1 (xlorid) yükü var.

İon bağları

Dörd növ bağ və ya qarşılıqlı əlaqə var: ion, kovalent, hidrogen rabitəsi və van der Waals qarşılıqlı əlaqəsi. İon və kovalent bağlar parçalanmaq üçün daha böyük enerji girişi tələb edən güclü qarşılıqlı təsirlərdir. Bir element yuxarıdakı natrium atomu nümunəsində olduğu kimi xarici qabığından elektron verdikdə müsbət ion əmələ gəlir. Elektronu qəbul edən element indi mənfi yüklüdür. Müsbət və mənfi yüklər cəlb etdiyi üçün bu ionlar bir yerdə qalır və ion bağı və ya ionlar arasında bağ yaradır. Elementlər bir elementin elektronu ilə birləşərək, əsasən digər elementlə qalır. Nə zaman Na+ və Cl ionlar birləşərək NaCl əmələ gətirir, bir natrium atomundan bir elektron xlor atomundan digər yeddi ilə birlikdə qalır və natrium və xlorid ionları xalis sıfır yüklü ion qəfəslərində bir-birini çəkir.

Kovalent Bağlar

İki və ya daha çox atom arasında güclü kimyəvi bağın başqa bir növü kovalent bağdır. Bu bağlar bir elektron iki element arasında bölüşdürüldükdə əmələ gəlir və canlı orqanizmlərdə kimyəvi bağın ən güclü və ən çox yayılmış formasıdır. Hüceyrələrimizdəki bioloji molekulları təşkil edən elementlər arasında kovalent bağlar əmələ gəlir. İon bağlarından fərqli olaraq, kovalent bağlar suda dissosiasiya olunmur.

Su molekullarını meydana gətirmək üçün birləşən hidrogen və oksigen atomları bir-birinə kovalent bağlarla bağlıdır. Hidrogen atomundan olan elektron öz vaxtını hidrogen atomunun xarici qabığı ilə oksigen atomunun natamam xarici qabığı arasında bölür. Oksigen atomunun xarici qabığını tamamilə doldurmaq üçün iki hidrogen atomundan iki elektron lazımdır, buna görə də H-də “2” alt işarəsi2O. Elektronlar atomlar arasında bölüşdürülür və hər birinin xarici qabığını “doldurmaq” üçün vaxtlarını onların arasında bölürlər. Bu paylaşma, bütün atomlar üçün xarici qabıqları doldurulmadan mövcud olduqdan daha aşağı enerji vəziyyətidir.

İki növ kovalent bağ var: qütblü və qeyri-qütblü. Qeyri-qütblü kovalent bağlar eyni elementin iki atomu arasında və ya elektronları bərabər şəkildə paylaşan müxtəlif elementlər arasında əmələ gəlir. Məsələn, bir oksigen atomu xarici qabıqlarını doldurmaq üçün başqa bir oksigen atomu ilə bağlana bilər. Bu birləşmə qeyri-qütbdür, çünki elektronlar hər bir oksigen atomu arasında bərabər paylanacaqdır. İki oksigen atomu arasında iki kovalent bağ əmələ gəlir, çünki oksigen ən xarici qabığını doldurmaq üçün iki ortaq elektron tələb edir. Azot atomları iki azot atomu arasında üç kovalent bağ (həmçinin üçlü kovalent adlanır) meydana gətirəcək, çünki hər bir azot atomunun ən xarici qabığını doldurmaq üçün üç elektrona ehtiyacı var. Qeyri-qütblü kovalent bağın başqa bir nümunəsi metanda (CH4) molekul. Karbon atomunun ən xarici qabığında dörd elektron var və onu doldurmaq üçün daha dörd elektron lazımdır. Bu dördü dörd hidrogen atomundan alır, hər bir atom bir təmin edir. Bu elementlərin hamısı elektronları bərabər şəkildə bölüşür, dörd qeyri-polyar kovalent rabitə yaradır (Şəkil 2.1.5).

Qütb kovalent bağda atomların paylaşdığı elektronlar digər nüvəyə nisbətən bir nüvəyə daha çox yaxın vaxt keçirirlər. Müxtəlif nüvələr arasında elektronların qeyri-bərabər paylanması səbəbindən bir qədər müsbət (δ+) və ya bir qədər mənfi (δ–) yük yaranır. Suda hidrogen və oksigen atomları arasındakı kovalent bağlar qütb kovalent bağlardır. Ortaq elektronlar oksigen nüvəsinin yaxınlığında daha çox vaxt keçirərək, ona kiçik bir mənfi yük verir, hidrogen nüvələrinin yanında keçirdikləri vaxtdan daha çox, bu molekullara kiçik müsbət yük verir.

Hidrogen Bağları

İon və kovalent bağlar qırılması üçün xeyli enerji tələb edən güclü bağlardır. Bununla belə, elementlər arasındakı bütün bağlar ion və ya kovalent bağlar deyil. Zəif bağlar da yarana bilər. Bunlar sınmaq üçün çox enerji tələb etməyən müsbət və mənfi yüklər arasında baş verən cazibələrdir. Tez-tez baş verən iki zəif bağ hidrogen bağları və van der Waals qarşılıqlı təsirləridir. Bu bağlar suyun unikal xüsusiyyətlərini və DNT və zülalların unikal strukturlarını yaradır.

Tərkibində hidrogen atomu olan qütb kovalent bağlar yarandıqda, bu bağdakı hidrogen atomu bir qədər müsbət yükə malikdir. Bunun səbəbi ortaq elektronun digər elementə doğru və hidrogen nüvəsindən daha güclü şəkildə çəkilməsidir. Hidrogen atomu bir qədər müsbət (δ+) olduğundan qonşu mənfi qismən yüklərə (δ–) cəlb olunacaq. Bu baş verdikdə, bir molekulun hidrogen atomunun δ+ yükü ilə digər molekulun δ– yükü arasında zəif qarşılıqlı təsir yaranır. Bu qarşılıqlı təsir hidrogen bağı adlanır. Bu tip bağlar çox yayılmışdır; məsələn, suyun maye təbiəti su molekulları arasındakı hidrogen bağlarından qaynaqlanır (şəkil). Hidrogen bağları suya həyatı təmin edən unikal xüsusiyyətlər verir. Əgər hidrogen bağı olmasaydı, su otaq temperaturunda maye deyil, qaz halında olardı.

Hidrogen bağları müxtəlif molekullar arasında yarana bilər və onlar həmişə su molekulunu daxil etməli deyillər. Hər hansı bir molekulda qütb bağlarında olan hidrogen atomları digər bitişik molekullarla əlaqə yarada bilər. Məsələn, hidrogen bağları DNT-nin iki uzun zəncirini bir arada tutur və DNT molekuluna xarakterik ikiqat zəncirli quruluş verir. Hidrogen bağları zülalların bəzi üçölçülü quruluşundan da məsuldur.

Van der Waals qarşılıqlı əlaqəsi

Hidrogen bağları kimi, van der Waals qarşılıqlı təsirləri də molekullar arasında zəif cazibə və ya qarşılıqlı təsirlərdir. Onlar müxtəlif molekullarda qütb, kovalent bağlı, atomlar arasında baş verir. Bu zəif cazibələrdən bəziləri elektronlar nüvə ətrafında hərəkət edərkən yaranan müvəqqəti qismən yüklərdən qaynaqlanır. Molekullar arasındakı bu zəif qarşılıqlı təsirlər bioloji sistemlərdə vacibdir.

FƏALİYYƏTDƏN KARYERA: Radioqrafiya Texniki

Siz və ya tanıdığınız hər hansı bir şəxs nə vaxtsa maqnit rezonans görüntüləmə (MRT), mamoqramma və ya rentgen müayinəsi keçirmisiniz? Bu testlər radiodalğalar və ya xüsusi izotoplardan (radiolabelli və ya flüoresan etiketli) istifadə edərək, yumuşaq toxumaların və orqanların (MRT və ya mamoqrammada olduğu kimi) və ya sümüklərinizin (rentgendə olduğu kimi) şəkillərini yaradır. bədən. Bu testlər orqanlarınızın və ya skelet sisteminizin şəkillərini yaratmaqla xəstəlik diaqnozları üçün məlumat verir.

MRT görüntüləmə, yumşaq toxumalarda suda bol olan hidrogen nüvələrini dalğalanan maqnit sahələrinə məruz qoyaraq işləyir, bu da onların öz maqnit sahəsini yaymasına səbəb olur. Daha sonra bu siqnal maşındakı sensorlar tərəfindən oxunur və təfərrüatlı bir görüntü yaratmaq üçün kompüter tərəfindən şərh edilir.

Bəzi radioqrafik texnoloqlar və texniklər kompüter tomoqrafiyası, MRT və mamoqrafiyada ixtisaslaşırlar. Onlar tibbi mütəxəssislərə müayinə və diaqnoz qoymağa kömək edən filmlər və ya bədənin şəkillərini istehsal edirlər. Radioloqlar xəstələrlə birbaşa işləyir, mexanizmləri izah edir, onları imtahanlara hazırlayır və lazımi görüntüləri yaratmaq üçün bədənlərinin və ya bədən hissələrinin düzgün yerləşdirilməsini təmin edir. Həkimlər və ya radioloqlar daha sonra test nəticələrini təhlil edirlər.

Radioqrafiya texnikləri xəstəxanalarda, həkim kabinetlərində və ya ixtisaslaşmış görüntüləmə mərkəzlərində işləyə bilər. Radioqrafiya üzrə texnik olmaq üçün təlimlər rentgenoqrafiya üzrə sertifikatlar, dosent dərəcələri və ya bakalavr dərəcələri təklif edən xəstəxanalarda, kolleclərdə və universitetlərdə olur.

Xülasə

Materiya məkanı tutan və kütləsi olan hər şeydir. O, müxtəlif elementlərin atomlarından ibarətdir. Təbii olaraq meydana gələn 92 elementin hamısı birləşmələr və ya molekullar yaratmaq üçün müxtəlif yollarla birləşməyə imkan verən unikal keyfiyyətlərə malikdir. Protonlar, neytronlar və elektronlardan ibarət olan atomlar, elementin bütün xüsusiyyətlərini saxlayan ən kiçik elementlərdir.Elektronlar ion, kovalent və hidrogen bağları, həmçinin van der Waals qarşılıqlı təsirləri daxil olmaqla bağlar yaratmaq üçün atomlar arasında bağışlana və ya paylaşıla bilər.

İncəsənət Əlaqələri

Şəkil 2.1.2: (K) kalium-39 və kalium-40 müvafiq olaraq neçə neytrona malikdir?

Kalium-39-da iyirmi neytron var. Kalium-40-da iyirmi bir neytron var.

Lüğət

anion
elektron əldə etməklə əmələ gələn mənfi ion
atom nömrəsi
atomdakı protonların sayı
katyon
elektronların itirilməsi nəticəsində əmələ gələn müsbət ion
kimyəvi bağ
molekulların əmələ gəlməsi ilə nəticələnən eyni və ya fərqli elementlərin iki və ya daha çoxunun qarşılıqlı təsiri
kovalent bağ
iki və ya daha çox eyni və ya müxtəlif elementlər arasında güclü əlaqə növü; elektronların elementlər arasında bölüşdürülməsi zamanı əmələ gəlir
elektron
elektron orbitalında nüvədən kənarda yerləşən mənfi yüklü hissəcik; funksional kütləsi yoxdur və -1 yükü var
elektron ötürülməsi
elektronların bir elementdən digərinə hərəkəti
element
daha kiçik maddələrə parçalana bilməyən və həmin maddənin xarakteristikasını saxlayan 118 unikal maddədən biri; hər bir element müəyyən sayda protona və unikal xüsusiyyətlərə malikdir
hidrogen bağı
qismən müsbət yüklü hidrogen atomları və qismən mənfi yüklü elementlər və ya molekullar arasında zəif əlaqə
ion
tərkibində bərabər sayda proton və elektron olmayan və buna görə də xalis yükü olan atom və ya birləşmə
ion bağı
əks yüklü ionlar arasında əmələ gələn kimyəvi bağ
izotop
müxtəlif sayda neytronları olan bir elementin bir və ya bir neçə forması
kütləvi sayı
atomdakı protonların və neytronların sayı
məsələ
kütləsi olan və yer tutan hər şey
neytron
atomun nüvəsində yerləşən yükü olmayan hissəcik; 1 kütləsi var
Qeyri-polar kovalent rabitə
elektronlar atomlar arasında bərabər şəkildə bölüşdürüldükdə atomlar arasında əmələ gələn kovalent bağ növü, qütb kovalent bağlardakı kimi qismən yüklü bölgələrin olmaması ilə nəticələnir.
nüvə
(kimya) protonlardan və (hidrogen atomu istisna olmaqla) neytronlardan ibarət atomun sıx mərkəzi
oktet qaydası
az atom nömrəsi olan elementin ən xarici qabığının səkkiz elektron tuta biləcəyini bildirir
elementlərin dövri cədvəli
hər bir elementin atom nömrəsini və kütlə sayını göstərən elementlərin təşkilati sxemi; elementlərin xassələri haqqında əsas məlumatları da verir
qütb kovalent bağ
elektronların bir atoma doğru və digərindən uzaqlaşdığı, molekulun bir qədər müsbət və bir qədər mənfi yüklü bölgələri ilə nəticələnən kovalent bağ növü
proton
atomun nüvəsində yerləşən müsbət yüklü hissəcik; kütləsi 1 və yükü +1-dir
radioaktiv izotop
daha sabit element yaratmaq üçün özbaşına hissəciklər və ya enerji yayan izotop
van der Waals qarşılıqlı əlaqəsi
az müsbət yüklü və ya bir qədər mənfi yüklü atomların yaratdığı zəif cazibə və ya molekullar arasında qarşılıqlı təsir

AP ® Kursları üçün əlaqə

Canlı sistemlər kimya və fizika qanunlarına tabedir. Materiya məkan və kütlə tutan hər şeydir. Təbiətdə yaranan 92 element unikal xüsusiyyətlərə malikdir və onların müxtəlif birləşmələri molekullar yaradır və onlar birləşərək orqanellər, hüceyrələr, toxumalar, orqan sistemi və orqanizmlər yaradır. Protonlar, neytronlar və elektronlardan ibarət olan atomlar, bütün xüsusiyyətlərini saxlayan ən kiçik maddə vahidləridir və ən xarici və ya valent elektron qabıqları maksimum sayda elektron ehtiva etdikdə ən sabitdir. Elektronlar ötürülə, paylaşıla və ya ion, kovalent və hidrogen bağları, eləcə də van del Vaals qarşılıqlı təsirləri də daxil olmaqla bağlar yaratmaq üçün atomlar arasında yük fərqlərinə səbəb ola bilər. İzotoplar, eyni sayda proton saxlayaraq, müxtəlif sayda neytronlara malik olan bir elementin müxtəlif formalarıdır, məsələn, karbon-14 kimi bir çox izotoplar radioaktivdir.

Bu bölmədə təqdim olunan məlumat və vurğulanan nümunələr AP ® Biologiya Kurikulum Çərçivəsinin Böyük İdeya 2-də qeyd olunan anlayışları və Təlim Məqsədlərini dəstəkləyir. Kurikulum Çərçivəsində sadalanan Təlim Məqsədləri AP ® Biologiya kursu, sorğuya əsaslanan laboratoriya təcrübəsi, təlimat fəaliyyətləri və AP ® İmtahan sualları üçün şəffaf təməl təmin edir. Öyrənmə Məqsədi tələb olunan məzmunu yeddi Elm Təcrübəsindən biri və ya daha çoxu ilə birləşdirir.

Böyük İdeya 2 Bioloji sistemlər böyümək, çoxalmaq və dinamik homeostazı saxlamaq üçün sərbəst enerji və molekulyar tikinti bloklarından istifadə edir.
Davamlı Anlaşma 2.A Canlı sistemlərin böyüməsi, çoxalması və saxlanması sərbəst enerji və maddə tələb edir.
Əsas Bilik 2.A.1 Bütün canlı sistemlər daimi sərbəst enerji tələb edir.
Elm Təcrübəsi 4.1 Tələbə konkret elmi suala cavab vermək üçün lazım olan məlumat növünün seçimini əsaslandıra bilər.
Elm Təcrübəsi 6.2 Şagird elmi təcrübələr vasitəsilə əldə edilən dəlillərə əsaslanaraq hadisələrin izahatını qura bilər.
Elm Təcrübəsi 6.4 Tələbə elmi nəzəriyyə və modellərə əsaslanaraq təbiət hadisələri haqqında iddia və proqnozlar verə bilər.
Öyrənmə Məqsədi 2.8 Tələbə heyvanın, bitkinin və ya bakteriyanın zəruri tikinti blokları kimi qəbul edəcəyi və tullantı məhsulları kimi ifraz edəcəyi molekulların növləri ilə bağlı məlumatların seçimini əsaslandıra bilir.

Elm Təcrübələrinin Qiymətləndirilməsi Köməkçisi bu bölmə üçün AP imtahanına hazırlaşmağınıza kömək edəcək əlavə test suallarını ehtiva edir. Bu suallar aşağıdakı standartlara cavab verir:

Ən fundamental səviyyədə həyat maddədən ibarətdir. Materiya məkanı tutan və kütləsi olan hər hansı bir maddədir. Elementlər adi kimyəvi reaksiyalarla daha kiçik maddələrə parçalana bilməyən xüsusi kimyəvi və fiziki xassələrə malik maddənin unikal formalarıdır. 118 element var, ancaq təbii olaraq yalnız 92-si var. Qalan elementlər laboratoriyalarda sintez olunur və qeyri-sabitdir.

Hər bir element bir böyük hərf olan və ya ilk hərf artıq olduqda kimyəvi simvolu ilə təyin olunur qəbul başqa bir element tərəfindən, iki hərfin birləşməsi. Bəzi elementlər, məsələn, karbon üçün C və kalsium üçün Ca kimi element üçün İngilis terminini izləyir. Digər elementlərin kimyəvi simvolları onların Latın adlarından götürülür, məsələn, natriumun simvolu Na-dır. natrium, natrium üçün latın sözü.

Bütün canlı orqanizmlər üçün ümumi olan dörd element oksigen (O), karbon (C), hidrogen (H) və azotdur (N). Cansız aləmdə elementlərə müxtəlif nisbətlərdə rast gəlinir, canlı orqanizmlər üçün ümumi olan bəzi elementlər isə Cədvəl 2.1-də göstərildiyi kimi bütövlükdə yer üzündə nisbətən nadirdir. Məsələn, atmosfer azot və oksigenlə zəngindir, lakin az karbon və hidrogen ehtiva edir, yer qabığında isə oksigen və az miqdarda hidrogen olsa da, azot və karbon azdır. Bolluq fərqlərinə baxmayaraq, bütün elementlər və aralarındakı kimyəvi reaksiyalar canlı və ya cansız dünyanın bir parçası olmasından asılı olmayaraq eyni kimyəvi və fiziki qanunlara tabedir.


Atomlar

Atom elementin bütün kimyəvi xassələrini özündə saxlayan elementin ən kiçik komponentidir. Məsələn, bir hidrogen atomu hidrogen elementinin bütün xüsusiyyətlərinə malikdir, məsələn, otaq temperaturunda qaz şəklində mövcuddur və su molekulunu yaratmaq üçün oksigenlə birləşir. Hidrogen atomları hələ də hidrogenin xüsusiyyətlərini saxlayaraq daha kiçik bir şeyə parçalana bilməz. Əgər hidrogen atomu parçalansaydı, o, artıq hidrogen elementinin xüsusiyyətlərinə malik olmayacaqdı.

Ən əsas səviyyədə bütün orqanizmlər elementlərin birləşməsindən ibarətdir. Onların tərkibində molekullar yaratmaq üçün birləşən atomlar var. Heyvanlar kimi çoxhüceyrəli orqanizmlərdə molekullar birləşərək orqanları meydana gətirən toxumaları meydana gətirən hüceyrələr yaratmaq üçün qarşılıqlı təsir göstərə bilər. Bu birləşmələr bütün çoxhüceyrəli orqanizmlər əmələ gələnə qədər davam edir.

Şəkil 1. Atomlar nüvənin daxilində yerləşən proton və neytronlardan və nüvəni əhatə edən elektronlardan ibarətdir.

Bütün atomlarda protonlar, neytronlar və elektronlar var (Şəkil 1). A proton içində yaşayan müsbət yüklü hissəcikdir nüvə atomun (atomun nüvəsi) və kütləsi 1 və yükü +1-dir. Neytronlar, protonlar kimi, atomun nüvəsində yerləşir. Onların kütləsi 1-dir və yükü yoxdur. An elektron nüvənin ətrafındakı boşluqda hərəkət edən mənfi yüklü hissəcikdir. Başqa sözlə, nüvədən kənarda yaşayır. Onun cüzi bir kütləsi var və yükü -1-dir. Müsbət (protonlar) və mənfi (elektronlar) yüklər, xalis sıfır yükü olan neytral atomda bir-birini tarazlayır.

Daha əvvəl qeyd edildiyi kimi, hər bir elementin özünəməxsus xüsusiyyətləri var. Hər birində fərqli sayda proton və neytron var, bu da ona öz atom nömrəsini və kütlə nömrəsini verir. The atom nömrəsi elementin miqdarı elementin tərkibindəki protonların sayına bərabərdir. The kütləvi sayı protonların sayı və bu elementin neytronlarının sayıdır. Buna görə də neytronların sayını müəyyən etmək mümkündür atom nömrəsini kütlə sayından çıxarmaqla.

Bu nömrələr elementlər və onların bağlanma zamanı necə reaksiya verəcəyi haqqında məlumat verir. Fərqli elementlərin fərqli ərimə və qaynama nöqtələri var və otaq temperaturunda müxtəlif vəziyyətlərdə (maye, bərk və ya qaz) olurlar. Onlar da müxtəlif yollarla bağlanırlar. Bəziləri xüsusi istiqraz növləri yaradır, digərləri isə yox. Onların necə bağlanması mövcud elektronların sayına əsaslanır. Bu xüsusiyyətlərə görə elementlər içəriyə düzülür elementlərin dövri cədvəli, hər bir elementin atom nömrəsini və nisbi atom kütləsini ehtiva edən elementlərin cədvəli. Dövrlər (1-7) atom nömrəsinin artması ilə düzülür (soldan sağa). Qruplar (I-VIII) xarici qabıq (valentlik) elektronların (sütunların) sayına görə düzülür. Dövri cədvəl həmçinin elementlərin xassələri haqqında əsas məlumatları təqdim edir (Şəkil 2) - çox vaxt rəng kodlaması ilə göstərilir.

İzotoplar eyni sayda proton, lakin fərqli sayda neytron olan eyni elementin müxtəlif formalarıdır. Və ya onu müəyyən etməyin başqa bir yolu eyni atom nömrəsi, lakin fərqli kütlə sayı ola bilər. Karbon, kalium və uran kimi bəzi elementlərin təbii izotopları var. Karbonun ən çox yayılmış izotopu olan Karbon-12, altı proton və altı neytrondan ibarətdir. Buna görə də onun kütlə sayı 12 (altı proton və altı neytron) və atom nömrəsi 6 (bu onu karbon edir). Karbon-14 altı proton və səkkiz neytrondan ibarətdir. Buna görə də, onun kütlə sayı 14 (altı proton və səkkiz neytron) və atom nömrəsi 6, yəni hələ də karbon elementidir. Karbonun bu iki alternativ forması izotoplardır. Bəzi izotoplar qeyri-sabitdir və daha sabit elementlər yaratmaq üçün protonları, digər subatomik hissəcikləri və ya enerjini itirəcəklər. Bunlar deyilir radioaktiv izotoplar və ya radioizotoplar.

İncəsənət Əlaqəsi

Şəkil 2. Elementlərin xüsusiyyətlərinə əsasən sütun və cərgələrdə düzülmüş dövri cədvəl elementlər və onların molekulları əmələ gətirmək üçün bir-biri ilə qarşılıqlı əlaqəsi haqqında əsas məlumatları təqdim edir. Əksər dövri cədvəllər ehtiva etdikləri məlumatlara açar və ya əfsanə verir.

(K) kalium-39 və kalium-40-da müvafiq olaraq neçə neytron var?

Fəaliyyətdə təkamül

Karbon Dating

Şəkil 3. Tərkibində karbon olan və yaşı təqribən 50.000 ildən az olan qalıqların, məsələn, bu cücə mamontun yaşını karbon tarixləndirməsindən istifadə etməklə müəyyən etmək olar. (Kredit: Bill Folkner/NPS)

Karbon-14 (14 C) atmosferdə kosmik şüaların yaratdığı təbii radioizotopdur. Bu davamlı bir prosesdir, ona görə də həmişə daha çox 14 C yaradılır. Canlı orqanizm inkişaf etdikcə onun orqanizmində 14 C-nin nisbi səviyyəsi atmosferdəki 14 C konsentrasiyasına bərabər olur. Orqanizm öləndə artıq 14 C-ni qəbul etmir, ona görə də nisbət azalacaq. 14 C, beta parçalanma adlı bir proseslə 14 N-ə qədər parçalanır, bu yavaş prosesdə enerji verir.

Təxminən 5730 ildən sonra 14 C-lik başlanğıc konsentrasiyanın yalnız yarısı 14 N-ə çevriləcək. İzotopun ilkin konsentrasiyasının yarısının daha sabit formaya çürüməsi üçün tələb olunan vaxta onun yarı ömrü deyilir. . 14 C-nin yarı ömrü uzun olduğu üçün fosillər kimi əvvəllər yaşayan cisimləri yaşlandırmaq üçün istifadə olunur. Bir cisimdə tapılan 14 C konsentrasiyasının atmosferdə aşkar edilmiş 14 C miqdarına nisbətindən istifadə edərək, hələ parçalanmamış izotopun miqdarını təyin etmək olar. Bu məbləğə əsasən, fosilin yaşını təxminən 50.000 ilə hesablamaq olar (Şəkil 3). Köhnə fosillərin yaşını hesablamaq üçün kalium-40 kimi daha uzun yarı ömrü olan izotoplardan istifadə edilir. Karbon tarixçəsindən istifadə etməklə alimlər son 50.000 il ərzində yaşayan orqanizmlərin ekologiyasını və biocoğrafiyasını yenidən qura bilərlər.

Fəaliyyətdə olan konsepsiya


29. Nə üçün su endotermik (isti qanlı) heyvanların orqanizmində yaxşı izolyator ola bilər? yapışqan xassələri səthi gərilmə istiliyi buxarlanmanın xüsusi istilik tutumu 30. Unikal xassələri .

31. Təkamül nəzəriyyəsinin mübahisəli olduğu bir vaxtda (Scopes Monkey Trial-dən sonrakı il) Macallum (Physiological Reviews, 2, 1926) hələ də som tərəfindən mübahisələndirilən bir müşahidə etdi.

  • Siz buradasınız:  
  • Ev
  • çətir
  • Dərsliklər
  • Bio581
  • Elementlərin Dövri Cədvəli

Bu mətn AP Kursları üçün Openstax Biologiyası, Böyük Əməyi olan Müəlliflər Julianne Zedalis, La Jolla, CA-dakı Yepiskop Məktəbi, John Eggebrecht, Cornell Universitetinin töhfə verən müəllifləri Yael Avissar, Rhode Island College, Jung Choi, Corciya Texnologiya İnstitutu, Jean DeSaix-ə əsaslanır. , Şimali Karolina Universiteti Chapel Hill, Vladimir Jurukovski, Suffolk County Community College, Connie Rye, East Mississippi Community College, Robert Wise, Wisconsin Universiteti, Oshkosh

Bu iş heç bir əlavə məhdudiyyət olmadan Creative Commons Attribution-NonCommercial 4.0 Unported License ilə lisenziyalaşdırılıb.


Həyatın tikinti bloklarında tək bir molekul

Qonaq otağınıza nəzər salın. Ətrafınızdakı hər şey molekullardan ibarətdir -- sizin kimi. Molekullar bir yerə yığıldıqda həyatın tikinti blokları rolunu oynayır. Hər bir tikinti blokunun çox kiçik təsiri var və biz adətən bitmiş şeylərə aid oluruq. Bununla belə, ayrı-ayrı molekulların necə işlədiyini və xüsusən də tikinti bloklarında bir şey səhv getdikdə nə baş verdiyini başa düşmək üçün ayrı-ayrı molekullara baxmaqda ixtisaslaşmış elmi fənlər var.

Molekulyar Pacman

Fərdi molekullar üzərində araşdırma komponentləri başa düşmək və korrelyasiya haqqında daha çox öyrənmək üçün bir qapı kimi istifadə etməkdir. Məcazi mənada bu, gecə pişikləri müşahidə etmək kimidir. Onların hamısı boz görünür, lakin biz onları bir-birindən fərqləndirmək üçün onların rəngini ayrı-ayrılıqda tanımalıyıq. Dünyanın hər yerində molekulyar biologiya, nanoelm, kimya və fizika ilə işləyən tədqiqatçılar bu sahədə çoxşaxəli işlər aparırlar. Onlar böyük ölçüdə molekullar arasındakı məsafələri 2-10 nanometrə qədər ölçən tək molekullu flüoresan rezonans enerji ötürülməsi (smFRET) adlı ölçmə metodundan istifadə edirlər.

Molekullar statik deyil, lakin hərəkət edə, aça və bağlaya bilər -- 1980-ci illərin Pacman oyunu kimi bir şey. Onların strukturu və hərəkət nümunələri onların digər molekullarla qarşılıqlı əlaqəsinə təsir göstərir, buna görə də tədqiqatçılar onları təsvir etməkdə maraqlıdırlar.

Fərdi molekullar yeni biliklər verir

"Əgər biz tək bir molekulu vizuallaşdıra və xarakterizə edə bilsək və onun digər molekullarla necə qarşılıqlı əlaqədə olduğunu görə bilsək, fərdi hadisədə nə baş verdiyini anlaya bilərik. Bunun arxasında duran mexanizmləri anladıqdan sonra molekulların necə hərəkət etdiyini idarə etməyə başlaya bilərik. bu, ən sərfəli vaxtlarda baş versin,” Orhus Universitetinin Fənlərarası Nanoelm Mərkəzində (iNANO) fərdi molekulların anlaşılması ilə bağlı araşdırma aparan dosent Viktoriya Birkedal deyir.

Daha yaxşı məlumatlara asan giriş

Dosent Birkedalın tədqiqat qrupu smFRET analizindən sonra sürətli və dəqiq məlumat əldə etməyi xeyli asanlaşdıran yeni proqram təminatı işləyib hazırlayıb. Qrup bu günlərdə jurnalda proqram təminatı haqqında məqalə dərc edib Təbiət üsulları.

Proqram təminatı, əks halda əldə etmək çox vaxt aparan və zəhmət tələb edən məlumatlara daha asan girişi təmin edir. Yalnız bir neçə mütəxəssis əvvəllər məlumatları emal edə bilmişdir. Bununla belə, proqram indi onu geniş tədqiqatçılar dairəsi üçün əlçatan edir.

Nöqtədən quruluşa

Dosent Birkedal deyir: "Biz onların istədiyimiz cavabları verib-verməyəcəyini bilmədən gecə ərzində məlumat təhlili aparırdıq. Proqram o qədər sürətlidir ki, biz indi nəticələri bir neçə dəqiqə ərzində əldə edirik". Proqram məlumatlara innovativ vizual yanaşma təqdim edir və tədqiqatçılara daha sürətli və daha dəqiq məlumat təhlili aparmağa imkan verir. Ayrı-ayrı molekulları görmək və onların davranışlarını təhlil etmək fərdi molekullar üzrə bütün tədqiqatlarda istifadə oluna bilən qrafik dəstək verir, lakin Orhus qrupu ondan bədəndəki bioloji proseslərə baxmaq üçün istifadə edir.

Dosent Birkedal deyir: "Molekul çox, çox kiçikdir, lakin o, artıq sadəcə bir nöqtə deyil. Biz onun quruluşunu və necə davrandığını görə bilirik və nə üçün etdiyini anlamağa çalışırıq".

Növbəti addım molekulun strukturunu idarə etməkdir ki, onun müəyyən bir şəkildə davranmasını təmin etsin -- hədəflənmiş tibbdə istifadə edilə bilən bir şey.

Demokratik proqram təminatı

Qrup proqram təminatını hər kəs üçün sərbəst şəkildə təqdim etmək qərarına gəlib. "Biz verilənlərə çıxışı demokratikləşdirmək istərdik" deyən dosent Birkedal proqram təminatının məsafədə birlikdə işləmək üçün daha asan imkanlar açmasından məmnundur. Proqram harada təqdim olunsa da, yaxşı qarşılanıb.


Lipidlərin tikinti blokları

Hər hansı digər biomolekullar kimi, lipidlər də tikinti bloku monomerlərindən ibarətdir. In biokimya, monomer digər monomerlərlə (eyni tip və ya digər molekullar ola bilər) kimyəvi cəhətdən birləşdirildikdə daha böyük və fərqli molekullar əmələ gətirə bilən tək bir molekula aiddir. Əsasən, monomerlər sadəcə sadə elementlərdən ibarətdir.

  • Üç biomolekuldan fərqli olaraq, lipidlər “-dən ibarət deyildoğrupolimerlər nisbətən kiçik ölçülərə və təkrarlanmayan monomerlərə görə.
  • Daha əvvəl qeyd edildiyi kimi, bir lipid molekulu bir qliserin və (üç) yağ turşusu alt bölməsindən ibarətdir. Onlar aşağıda təsvir edilmişdir.

1. Qliserin

Təbiətdə meydana gələn üç karbonlu spirt (üç OH qrupuna bağlı bir karbon molekulu ehtiva edir) hesab edilən qliserin, lipidin struktur əsası kimi xidmət edən bir molekuldur. Bundan əlavə, qliserin də saxlamaq üçün istifadə olunur enerji.

  • OH qrupuna görə qliserol “” hesab edilə bilərpoliol “, birdən çox OH qrupu ehtiva edən spirt növü. Bu xüsusiyyətə görə qliserin suda asanlıqla həll edilə bilər.
  • Bundan əlavə, bu OH qruplarının olması qliserolun hiqroskopik xüsusiyyətinə kömək edir. Başqa sözlə, su molekullarını asanlıqla qəbul edə və saxlaya bilir.
  • Layman dilində, qliserin qliserin və ya qliserin kimi də tanınır. Sənayedə qliserol tatlandırıcı və nəmləndirici kimi istifadə olunur.

2. Yağ turşuları

Yağ turşularının kimyəvi formulu (Şəkil mənbəyi: Wikimedia)

Yağ turşuları karboksilik turşu funksional qrupları ilə bitən müxtəlif uzunluqlara və doymamışlıq səviyyələrinə malik olan karbohidrogen zəncirləridir. Yağ turşusunun biokimyəvi adı onun əsas karbohidrogeninin adından gəlir və son “e” “ olaraq dəyişdiriliroic” və “ əlavə edinturşu” sonda.

  • Bioloji sistemlərdə yağ turşularının əksəriyyətində cüt sayda karbon atomu olur, adətən 14-dən 24-ə qədər, ən çox yayılmışları isə 16 və 18 karbon atomudur. In heyvanlar, karbohidrogen zənciri həmişə budaqsızdır.
  • Yağ turşularının və onların lipid törəmələrinin biokimyəvi xassələri əsasən onların zəncirlərinin uzunluğundan və doyma səviyyələrindən asılıdır. Doymuş həmkarları ilə müqayisədə (eyni uzunluqda), doymamış yağ turşuları daha aşağı ərimə nöqtələrinə malikdirlər.
  • Bundan əlavə, zəncirin uzunluğu ərimə nöqtəsinə də təsir edir, çünki daha qısa zəncir uzunluqları bir şəkildə doyma səviyyəsinə təsir edir və onların axıcılığına kömək edir.
  • Qliserinlə müqayisədə yağ turşuları, “yağlar” qram başına nisbətən daha yüksək miqdarda enerji verir və qliserindən daha çox bioloji rola malikdir.

Bəs bu molekullar necə birləşib lipid əmələ gətirir? Qliserin molekulunda olan OH qrupu və yağ turşularının karboksil qrupu ester əlaqəsi ilə kovalent şəkildə bağlıdır. susuzlaşdırma sintezi yaratmaq üçün lazımdır.


2.1 Elementlər və Atomlar: Maddənin Tikinti Blokları

Kainatın maddəsi - qum dənəsindən ulduza qədər - adlanır məsələ. Elm adamları maddəni məkanı tutan və kütləsi olan hər şey kimi təyin edirlər. Bir cismin kütləsi və çəkisi əlaqəli anlayışlardır, lakin tamamilə eyni deyil. Bir cismin kütləsi cismin tərkibində olan maddənin miqdarıdır və həmin cismin Yerdə və ya kosmosun sıfır cazibə mühitində olmasından asılı olmayaraq eynidir. Bir cismin çəkisi, əksinə, cazibə qüvvəsindən təsirlənən kütlədir. Cazibə qüvvəsi cazibə qüvvəsinin az olduğu yerdən daha güclü olduğu yerdə cismin çəkisi daha böyükdür. Məsələn, müəyyən bir kütləyə malik bir cismin Ayda çəkisi Yerdəkindən daha azdır, çünki Ayın cazibə qüvvəsi Yerdən daha azdır. Başqa sözlə, çəki dəyişkəndir və cazibə qüvvəsindən təsirlənir. Yer üzündə bir funt ağırlığında olan bir pendir parçası Ayda yalnız bir neçə unsiya çəkir.

Elementlər və birləşmələr

Təbiət aləmindəki bütün maddələr element adlanan 92 əsas maddədən bir və ya bir neçəsindən ibarətdir. An element bütün digər maddələrdən adi kimyəvi vasitələrlə yaradıla bilməməsi və parçalana bilməməsi ilə seçilən saf maddədir. Vücudunuz həyat üçün lazım olan bir çox kimyəvi birləşmələri tərkib elementlərindən yığa bilsə də, elementlər yarada bilməz. Onlar ətraf mühitdən gəlməlidirlər. Qəbul etməli olduğunuz elementin tanış nümunəsi kalsiumdur (Ca ++). Kalsium insan orqanizmi üçün vacibdir, o, udulur və sümükləri gücləndirmək də daxil olmaqla bir sıra proseslər üçün istifadə olunur. Süd məhsulları istehlak etdiyiniz zaman həzm sisteminiz qidaları qana keçmək üçün kifayət qədər kiçik komponentlərə parçalayır. Bunların arasında kalsium da var ki, bir element olduğu üçün daha da parçalana bilməz. Beləliklə, pendirdəki elementar kalsium sümüklərinizi əmələ gətirən kalsiumla eynidir. Sizə tanış ola biləcəyiniz bəzi digər elementlər oksigen, natrium və dəmirdir. İnsan bədənindəki elementlər ən çox olanlardan başlayaraq Şəkil 2.1.1-də göstərilmişdir: oksigen (O), karbon (C), hidrogen (H) və azot (N). Hər bir elementin adı bir və ya iki hərfli simvolla əvəz edilə bilər, bu kurs zamanı onlardan bəziləri ilə tanış olacaqsınız. Bədəninizdəki bütün elementlər yediyiniz qidalardan və nəfəs aldığınız havadan əmələ gəlir.

Şəkil 2.1.1 – İnsan Bədəninin Elementləri: İnsan bədənini təşkil edən əsas elementlər ən çox olandan ən az bol olana kimi göstərilir.

Təbiətdə elementlər nadir hallarda tək baş verir. Bunun əvəzinə, birləşmələr əmələ gətirmək üçün birləşirlər. A mürəkkəb kimyəvi bağlarla birləşən iki və ya daha çox elementdən ibarət maddədir. Məsələn, mürəkkəb qlükoza vacib bir bədən yanacağıdır. Həmişə eyni üç elementdən ibarətdir: karbon, hidrogen və oksigen. Üstəlik, hər hansı bir birləşməni təşkil edən elementlər həmişə eyni nisbi miqdarda olur. Qlükozada hər on iki hidrogen vahidi üçün həmişə altı karbon və altı oksigen vahidi var. Bəs bu elementlərin "vahidləri" dəqiq nədir?

Atomlar və atomaltı hissəciklər

An atom elementin unikal xüsusiyyətlərini saxlayan elementin ən kiçik kəmiyyətidir. Başqa sözlə, hidrogen atomu hidrogen vahididir - mövcud ola biləcək ən kiçik hidrogen miqdarı. Təxmin etdiyiniz kimi, atomlar demək olar ki, ağlasığmaz dərəcədə kiçikdir. Bu cümlənin sonundakı dövr milyonlarla atom genişliyindədir.

Atom quruluşu və enerjisi

Atomlar daha kiçik atomaltı hissəciklərdən ibarətdir ki, bunlara üç mühüm növ daxildir: proton, neytron, və elektron. Müsbət yüklü protonların və yüklü olmayan (“neytral”) neytronların sayı atoma kütlə verir və atomun nüvəsindəki hər birinin sayı elementi müəyyənləşdirir. Nüvə ətrafında işıq sürətinə yaxın “fırlanan” mənfi yüklü elektronların sayı protonların sayına bərabərdir. Bir elektron proton və ya neytron kütləsinin təxminən 1/2000 hissəsinə malikdir.

Şəkil 2.1.2-də atomun quruluşunu təsəvvür etməyə kömək edə biləcək iki model göstərilir - bu halda helium (He). Planet modelində heliumun iki elektronu halqa kimi təsvir edilmiş sabit orbitdə nüvənin ətrafında dövrə vurur. Bu model atom quruluşunu vizuallaşdırmaqda kömək etsə də, əslində elektronlar sabit orbitlərdə deyil, elektron bulud adlanan yerdə nizamsız olaraq nüvə ətrafında fırlanır.

Şəkil 2.1.2 – Atom Quruluşunun İki Modeli: (a) Planet modelində helium elektronları sabit orbitlərdə, halqalar şəklində, nüvədən dəqiq bir məsafədə, bir qədər günəş ətrafında fırlanan planetlər kimi göstərilir. (b) Elektron bulud modelində karbonun elektronları zamanla nüvədən müxtəlif məsafələrdə olacaq müxtəlif yerlərdə göstərilir.

Atomun protonları və elektronları elektrik yükləri daşıyır. Protonlar, müsbət yükləri ilə p + təyin olunur. Mənfi yüklü elektronlar e – kimi təyin olunur. Atomun neytronlarının heç bir yükü yoxdur: onlar elektrik cəhətdən neytraldırlar. Bir maqnit polad soyuducuya əks yükləri cəlb etdiyi üçün yapışdığı kimi, müsbət yüklü protonlar da mənfi yüklü elektronları cəlb edir. Bu qarşılıqlı cazibə atoma müəyyən struktur sabitlik verir. Müsbət yüklü nüvənin cazibəsi elektronların uzaqlaşmamasına kömək edir. Neytral atomda proton və elektronların sayı bərabərdir, beləliklə, atomun ümumi yükü balanslaşdırılmışdır.

Atom nömrəsi və kütlə sayı

Karbon atomu karbona xasdır, lakin karbonun protonu deyil. Bir proton digəri ilə eynidir, istər karbon, natrium (Na) və ya dəmir (Fe) atomunda olur. Eyni şey neytronlar və elektronlar üçün də keçərlidir. Beləliklə, bir elementə fərqli xüsusiyyətləri verən nədir - karbonu natrium və ya dəmirdən bu qədər fərqləndirən nədir? Cavab hər birində olan protonların unikal miqdarıdır. Tərifinə görə karbon atomlarında altı proton olan bir elementdir. Heç bir başqa elementin atomlarında tam altı proton yoxdur. Üstəlik, hamısı Karbon atomları, istər qaraciyərinizdə, istərsə də bir parça kömürdə olsun, altı protondan ibarətdir. Beləliklə, atom nömrəsi, atomun nüvəsindəki protonların sayı elementi müəyyən edir. Bir atom adətən protonlarla eyni sayda elektrona malik olduğundan, atom nömrəsi adi elektron sayını da müəyyən edir.

Ən ümumi formada bir çox element protonlarla eyni sayda neytron ehtiva edir. Məsələn, karbonun ən çox yayılmış formasının nüvəsində altı neytron və altı proton, cəmi 12 atomaltı hissəcik var. Elementin kütlə nömrəsi onun nüvəsindəki proton və neytronların sayının cəmidir. Beləliklə, karbonun kütlə sayının ən ümumi forması 12-dir. Elektronların kütləsi o qədər azdır ki, onlar atomun kütləsinə nəzərəçarpacaq dərəcədə töhfə vermirlər. Karbon nisbətən yüngül elementdir Uran (U), əksinə, kütləsi 238-dir və ağır metal adlanır. Onun atom nömrəsi 92-dir (92 proton var), lakin 146 neytrondan ibarətdir və bütün təbii elementlər arasında ən çox kütləyə malikdir.

The elementlərin dövri cədvəli, Şəkil 2.1.3-də göstərilən təbiətdə tapılan 92 elementi, həmçinin eksperimental olaraq aşkar edilmiş bir neçə daha böyük, qeyri-sabit elementləri müəyyən edən qrafikdir. Elementlər atom nömrələrinə görə düzülür, hidrogen və helium cədvəlin yuxarı hissəsində, daha kütləvi elementlər isə aşağıdadır. Dövri cədvəl faydalı bir cihazdır, çünki hər bir element üçün kimyəvi simvolu, atom nömrəsini və kütlə sayını müəyyən edir, eyni zamanda elementləri digər elementlərlə reaksiyaya meylinə görə təşkil edir. Bir elementdə proton və elektronların sayı bərabərdir. Proton və neytronların sayı bəzi elementlər üçün bərabər ola bilər, lakin hamı üçün bərabər deyil.

Şəkil 2.1.3 – Elementlərin Dövri Cədvəli (kredit: R.A. Dragoset, A. Musgrove, C.W. Clark, W.C. Martin)

Xarici vebsayt

Dövri cədvələ baxmaq üçün bu veb saytına daxil olun. Elementlərin dövri cədvəlində bir sütundakı elementlər kimyəvi reaksiyada iştirak edə biləcək eyni sayda elektrona malikdir. Bu elektronlar "valent elektronlar" kimi tanınır. Məsələn, birinci sütundakı elementlərin hamısının bir valent elektronu var, başqa bir atomla kimyəvi reaksiya zamanı “təqdim oluna bilən” elektron. Mötərizədə göstərilən kütləvi ədədin mənası nədir?

Hər bir elementin özünəməxsus sayda protonu olmasına baxmayaraq, müxtəlif izotoplar şəklində mövcud ola bilər. An izotop müxtəlif sayda neytronlarla bir-birindən fərqlənən elementin müxtəlif formalarından biridir. Karbonun standart izotopu 12C-dir, adətən karbon on iki deyilir. 12C-də altı proton və altı neytron var, kütlə sayı on ikidir. Karbonun bütün izotopları eyni sayda protona malikdir, buna görə də 13C-də yeddi neytron, 14C-də isə səkkiz neytron var. Elementin müxtəlif izotopları da defislənmiş kütlə sayı ilə göstərilə bilər (məsələn, 12C əvəzinə C-12). Hidrogenin üç ümumi izotopu var, Şəkil 2.1.4-də göstərilmişdir.

Şəkil 2.1.4 - Hidrogenin izotopları: 1H olaraq təyin olunan protiumun bir protonu var və neytronları yoxdur. Təbiətdə bu günə qədər hidrogenin ən bol izotopudur. Deuterium, 2H olaraq təyin olundu, bir proton və bir neytron var. 3H olaraq təyin olunan tritiumun iki neytronu var.

Tərkibində adi sayda neytron olan izotop ağır izotop adlanır. Məsələn, 14C. Ağır izotoplar qeyri-sabitdir, qeyri-sabit izotoplar isə radioaktivdir. A radioaktiv izotop nüvəsi asanlıqla parçalanan, atomaltı hissəciklər və elektromaqnit enerjisi verən izotopdur. Müxtəlif radioaktiv izotoplar (həmçinin radioizotoplar adlanır) yarımparçalanma müddətində, izotopun istənilən ölçülü nümunəsinin yarısının parçalanması üçün tələb olunan vaxtda fərqlənir. Məsələn, hidrogenin radioizotopu olan tritiumun yarı ömrü təxminən 12 ildir ki, bu da nümunədəki tritium nüvələrinin yarısının parçalanmasının 12 il çəkdiyini göstərir. Radioaktiv izotoplara həddindən artıq məruz qalma insan hüceyrələrinə zərər verə bilər və hətta xərçəng və doğuş qüsurlarına səbəb ola bilər, lakin məruz qalma nəzarət edildikdə, bəzi radioaktiv izotoplar tibbdə faydalı ola bilər. Əlavə məlumat üçün Karyera Əlaqələrinə baxın.

Karyera Əlaqələri – Müdaxilə Radioloqu

Radioizotopların idarə olunan istifadəsi xəstəliyin qabaqcıl tibbi diaqnostikasına və müalicəsinə imkan verir. Müdaxilə radioloqları, radiasiyanı əhatə edən minimal invaziv üsullardan istifadə edərək xəstəliyi müalicə edən həkimlərdir. Əvvəllər yalnız uzun və travmatik bir əməliyyatla müalicə oluna bilən bir çox vəziyyətlər indi qeyri-cərrahi yolla müalicə oluna bilər ki, bu da xərcləri, ağrıları, xəstəxanada qalma müddətini və xəstələrin sağalma müddətini azaldır. Məsələn, keçmişdə qaraciyərində bir və ya daha çox şişi olan bir xəstə üçün yeganə seçim cərrahiyyə və kimyaterapiya (xərçəngin müalicəsi üçün dərmanların qəbulu) idi.

Bəzi qaraciyər şişlərinə cərrahi yolla daxil olmaq çətindir, digərləri isə cərrahdan qaraciyərin çox hissəsinin çıxarılmasını tələb edə bilər. Bəzi belə hallarda, bir müdaxilə radioloqu şişləri böyüməyə davam etmək üçün lazım olan qan tədarükünü pozaraq müalicə edə bilər. Radioembolizasiya adlanan bu prosedurda rentgenoloq xəstənin qan damarlarından birini keçirərək incə bir iynə ilə qaraciyərə daxil olur. Sonra radioloq şişləri qidalandıran qan damarlarına kiçik radioaktiv “toxumlar” qoyur. Prosedurdan sonrakı günlərdə və həftələrdə toxumdan yayılan radiasiya damarları məhv edir və müalicənin yaxınlığındakı şiş hüceyrələrini birbaşa öldürür.

Radioizotoplar, görüntüləmə texnologiyaları ilə aşkarlana və izlənilə bilən atomaltı hissəciklər yayır. Radioizotopların tibbdə ən qabaqcıl istifadələrindən biri, hüceyrələrin enerji üçün istifadə etdiyi sadə şəkər olan radioaktiv qlükozanın çox kiçik bir yeridilməsinin bədəndəki fəaliyyətini aşkar edən pozitron emissiya tomoqrafiyası (PET) skaneridir. PET kamerası xəstənin toxumalarından hansının ən çox qlükoza qəbul etdiyini tibb qrupuna göstərir. Beləliklə, ən çox metabolik aktiv toxumalar şəkillərdə parlaq "qaynar nöqtələr" kimi görünür (Şəkil 2.1.5). PET bəzi xərçəng kütlələrini aşkar edə bilər, çünki xərçəng hüceyrələri sürətli çoxalmalarını artırmaq üçün yüksək sürətlə qlükoza istehlak edirlər.

Şəkil 2.1.5 – Pet Scan: PET, xərçəng toxuması üçün xarakterik olan nisbətən yüksək qlükoza istifadəsinin olduğu bədəndəki sahələri vurğulayır. Bu PET taraması böyük bir birincil şişin digər sahələrə yayılma yerlərini göstərir.

Elektronların Davranışı

İnsan bədənində atomlar müstəqil varlıqlar kimi mövcud deyillər. Əksinə, daha mürəkkəb maddələr əmələ gətirmək və parçalamaq üçün digər atomlarla davamlı olaraq reaksiyaya girirlər. Anatomiya və fiziologiyanı tam başa düşmək üçün atomların bu cür reaksiyalarda necə iştirak etdiyini başa düşməlisiniz. Əsas odur ki, elektronların davranışını başa düşməkdir.

Elektronlar atomun nüvəsindən müəyyən bir məsafədə sərt orbitləri izləməsələr də, elektron qabıqları adlanan məkanın müəyyən bölgələrində qalmağa meyllidirlər. An elektron qabığı nüvəni fərqli enerji səviyyəsində əhatə edən elektron təbəqəsidir.

İnsan bədənində tapılan elementlərin atomları birdən beşə qədər elektron qabığa malikdir və birinci təbəqədən başqa bütün elektron qabıqlar yalnız ikisini saxlaya bilən səkkiz elektrona malikdir. Elektron qabıqların bu konfiqurasiyası bütün atomlar üçün eynidir. Qabıqların dəqiq sayı atomdakı elektronların sayından asılıdır. Hidrogen və helium müvafiq olaraq yalnız bir və iki elektrona malikdir. Elementlərin dövri cədvəlinə nəzər salsanız, hidrogen və heliumun üst cərgənin hər iki tərəfində tək-tək yerləşdirildiyini görərsiniz, onlar yalnız bir elektron qabığa malik olan yeganə elementlərdir (Şəkil 2.1.6). Hidrogen və heliumdan daha böyük olan bütün elementlərdə elektronları saxlamaq üçün ikinci bir qabıq lazımdır.

Atom nömrəsi 3 olan litiumun (Li) üç elektronu var. Bunlardan ikisi birinci elektron qabığını doldurur, üçüncüsü isə ikinci qabığa tökülür. İkinci elektron qabığında səkkiz elektron yerləşə bilər. Karbon altı elektronu ilə birinci qabığını tamamilə, ikincisini isə yarısını doldurur. On elektronla neon (Ne) iki elektron qabığını tamamilə doldurur. Yenə də dövri cədvələ nəzər salsaq, litiumdan tutmuş neona kimi ikinci cərgədəki bütün elementlərin cəmi iki elektron qabığı olduğunu görürük. Ondan çox elektronu olan atomlar ikidən çox qabıq tələb edir. Bu elementlər dövri cədvəlin üçüncü və sonrakı cərgələrini tutur.

Şəkil 2.1.6 Elektron qabıqları: Elektronlar atom nüvəsi ətrafında elektron qabıqlar adlanan fərqli enerji səviyyələrində fırlanır. (a) Bir elektronla hidrogen elektron qabığını yalnız yarısını doldurur. Heliumun da tək bir qabığı var, lakin onun iki elektronu onu tamamilə doldurur. (b) Karbonun elektronları onun birinci elektron qabığını tamamilə doldurur, lakin ikincisini yalnız yarısı doldurur. (c) Bədəndə rast gəlinməyən bir element olan neonun hər iki elektron qabığını dolduran 10 elektronu var.

Atomun kimyəvi reaksiyalarda iştirak etmək meylini ən güclü şəkildə tənzimləyən amil onun valentlik təbəqəsindəki elektronların sayıdır. A valentlik qabığı atomun ən xarici elektron qabığıdır. Valentlik qabığı doludursa, atom sabitdir, yəni elektronlarının digər atomların elektrik yükü ilə nüvədən uzaqlaşması ehtimalı azdır. Valentlik qabığı dolu deyilsə, atom reaktivdir, yəni digər atomlarla valentlik qabığını dolduracaq şəkildə reaksiya verməyə meyllidir. Bir elektronu yalnız valent qabığını yarıya dolduran hidrogeni nəzərdən keçirək. Bu tək elektron çox güman ki, digər elementlərin atomları ilə əlaqəyə girəcək ki, hidrogenin tək valentlik qabığı sabitləşə bilsin.

Bütün atomlar (tək elektron qabıqlı hidrogen və heliumdan başqa) valentlik qabığında tam olaraq səkkiz elektron olduqda ən sabitdir. Bu prinsip oktet qaydası adlanır və o, bir atomun öz valentlik qabığında səkkiz elektronla başa çatması üçün başqa bir atomla elektronlardan imtina edəcəyini, qazanacağını və ya paylaşacağını bildirir. Məsələn, valentlik qabığında altı elektron olan oksigen, ehtimal ki, digər atomlarla reaksiyaya girərək, oksigenin valentlik qabığına iki elektron əlavə edərək, sayını səkkizə çatdırır. İki hidrogen atomunun hər biri tək elektronunu oksigenlə paylaşdıqda, kovalent bağlar əmələ gəlir, nəticədə su molekulu H2O.

Təbiətdə bir elementin atomları digər elementlərin atomları ilə xarakterik yollarla birləşməyə meyllidirlər. Məsələn, karbon adətən dörd hidrogen atomu ilə bağlanaraq valent qabığını doldurur. Bununla da, iki element ən sadə üzvi molekulları - metanı əmələ gətirir, bu da Yer kürəsində ən bol və sabit karbon tərkibli birləşmələrdən biridir. Yuxarıda qeyd edildiyi kimi, başqa bir nümunə su oksigeninin valent qabığını doldurmaq üçün iki elektrona ehtiyacı var.Adətən iki hidrogen atomu ilə qarşılıqlı əlaqədə olur və H əmələ gətirir2O. Yeri gəlmişkən, “hidrogen” adı onun suya olan töhfəsini əks etdirir (hidro- = “su” -gen = “yaradıcı”). Beləliklə, hidrogen "su yaradandır".

Fəsil Baxışı

İnsan bədəni elementlərdən ibarətdir, bunlardan ən çoxu oksigen (O), karbon (C), hidrogen (H) və azotdur (N). Bu elementləri yediyiniz qidalardan və nəfəs aldığınız havadan əldə edirsiniz. Elementin bütün xassələrini özündə saxlayan ən kiçik vahid atomdur. Atomların özlərində çoxlu atomaltı hissəciklər var, bunlardan üçü ən mühümü protonlar, neytronlar və elektronlardır. Bu hissəciklər bir elementdən digərinə keyfiyyətcə dəyişmir, bir elementə fərqli identifikasiya verən onun atom nömrəsi adlanan protonlarının miqdarıdır. Protonlar və neytronlar atomun kütləsinin demək olar ki, hamısını təşkil edir, proton və neytronların sayı isə elementin kütlə sayıdır. Eyni elementin daha ağır və yüngül versiyaları təbiətdə baş verə bilər, çünki bu versiyalarda müxtəlif sayda neytron var. Elementin müxtəlif versiyalarına izotoplar deyilir.

Bir atomun sabit olmaq və ya digər atomlarla asanlıqla reaksiya vermə meyli əsasən atomun valentlik qabığı adlanan ən xarici elektron qabığındakı elektronların davranışı ilə bağlıdır. Helium, eləcə də valentlik qabığında səkkiz elektron olan daha böyük atomların kimyəvi reaksiyalarda iştirak etmək ehtimalı azdır, çünki onlar sabitdirlər. Bütün digər atomlar valentlik təbəqəsindəki elektronları səkkizə (və ya hidrogen vəziyyətində ikiyə) gətirən bir prosesdə elektronları qəbul etməyə, bağışlamağa və ya paylaşmağa meyllidirlər.

İnteraktiv Link Sualları

Dövri cədvələ baxmaq üçün bu veb saytına daxil olun. Elementlərin dövri cədvəlində bir sütundakı elementlər kimyəvi reaksiyada iştirak edə biləcək eyni sayda elektrona malikdir. Bu elektronlar "valent elektronlar" kimi tanınır. Məsələn, birinci sütundakı elementlərin hamısının bir valent elektronu var - başqa bir atomla kimyəvi reaksiya zamanı "verilə" bilən elektron. Mötərizədə göstərilən kütləvi ədədin mənası nədir?

Kütləvi sayı bir atomun nüvəsindəki proton və neytronların ümumi sayıdır.


2.1: Molekulların Tikinti Blokları - Biologiya

Ən fundamental səviyyədə həyat maddədən ibarətdir. Maddə məkanı tutur və kütləsi var. Bütün maddələr kimyəvi cəhətdən parçalana bilməyən və ya başqa maddələrə çevrilə bilməyən elementlərdən, maddələrdən ibarətdir. Hər bir element sabit sayda protona və unikal xüsusiyyətlərə malik atomlardan ibarətdir. Cəmi 118 element müəyyən edilmişdir, lakin yalnız 92-si təbii olaraq meydana gəlir və canlı hüceyrələrdə 30-dan azdır. Qalan 26 element qeyri-sabitdir və buna görə də çox uzun müddət mövcud deyil və ya nəzəri xarakter daşıyır və hələ aşkar edilməmişdir.

Hər bir element kimyəvi simvolu ilə təyin olunur (məsələn, H, N, O, C və Na) və unikal xüsusiyyətlərə malikdir. Bu unikal xüsusiyyətlər elementlərin müəyyən üsullarla birləşməsinə və bir-biri ilə bağlanmasına imkan verir.

Atomlar

Atom elementin bütün kimyəvi xassələrini özündə saxlayan elementin ən kiçik komponentidir. Məsələn, bir hidrogen atomu hidrogen elementinin bütün xüsusiyyətlərinə malikdir, məsələn, otaq temperaturunda qaz şəklində mövcuddur və su molekulunu yaratmaq üçün oksigenlə birləşir. Hidrogen atomları hələ də hidrogenin xüsusiyyətlərini saxlayaraq daha kiçik bir şeyə parçalana bilməz. Əgər hidrogen atomu atomaltı hissəciklərə (məsələn, protonlar, neytronlar və elektronlar) parçalansaydı, o, artıq hidrogen xüsusiyyətlərinə malik olmayacaqdı.

Ən əsas səviyyədə bütün orqanizmlər elementlərin birləşməsindən ibarətdir. Onların tərkibində molekullar yaratmaq üçün birləşən atomlar var. Heyvanlar kimi çoxhüceyrəli orqanizmlərdə molekullar birləşərək orqanları meydana gətirən toxumaları meydana gətirən hüceyrələr yaratmaq üçün qarşılıqlı təsir göstərə bilər. Bu birləşmələr bütün çoxhüceyrəli orqanizmlər əmələ gələnə qədər davam edir.

Bütün atomlarda protonlar, elektronlar və neytronlar var ([link]). Yalnız bir proton və bir elektrondan ibarət olan hidrogen (H) istisnadır. Proton atomun nüvəsində (atomun nüvəsində) yerləşən və kütləsi 1 və yükü +1 olan müsbət yüklü hissəcikdir. Elektron nüvənin ətrafındakı boşluqda hərəkət edən mənfi yüklü hissəcikdir. Başqa sözlə, nüvədən kənarda yaşayır. Onun cüzi bir kütləsi var (yəni proton və neytronlarla müqayisədə sıfır hesab olunur) və 𔂿 yükü var.

Atomlar nüvə daxilində yerləşən proton və neytronlardan və nüvəni əhatə edən elektronlardan ibarətdir.

Neytronlar, protonlar kimi, atomun nüvəsində yerləşirlər. Onların kütləsi 1-dir və yükü yoxdur. Müsbət (protonlar) və mənfi (elektronlar) yüklər, xalis sıfır yükü olan neytral atomda bir-birini tarazlayır.

Proton və neytronların hər birinin kütləsi 1 olduğundan, atomun kütləsi həmin atomun proton və neytronlarının ümumi sayına bərabərdir. Elektronların sayı ümumi kütləyə təsir etmir, çünki onların kütləsi çox kiçikdir.

Daha əvvəl qeyd edildiyi kimi, hər bir elementin özünəməxsus xüsusiyyətləri var. Hər birində fərqli sayda proton və neytron var, bu da ona öz atom nömrəsini və kütlə nömrəsini verir. Elementin atom nömrəsi elementin tərkibindəki protonların sayına bərabərdir. Kütləvi sayı və ya atom kütləsi, protonların sayı və bu elementin neytronlarının sayıdır. Buna görə də atom nömrəsini kütlə sayından çıxarmaqla neytronların sayını müəyyən etmək mümkündür. Məsələn, fosfor elementinin (P) atom nömrəsi 15 və kütlə sayı 31-dir. Buna görə də, fosfor atomunda 15 proton, 15 elektron və 16 neytron var (31-15 = 16).

Bu nömrələr elementlər və onların birləşdirildikdə necə reaksiya verəcəyi haqqında məlumat verir. Fərqli elementlərin fərqli ərimə və qaynama nöqtələri var və otaq temperaturunda müxtəlif vəziyyətlərdə (maye, bərk və ya qaz) olurlar. Onlar da müxtəlif yollarla birləşirlər. Bəziləri xüsusi istiqraz növləri yaradır, digərləri isə yox. Onların birləşməsi mövcud elektronların sayına əsaslanır. Bu xüsusiyyətlərə görə elementlər elementlərin dövri cədvəlinə, hər bir elementin atom nömrəsini və nisbi atom kütləsini ehtiva edən elementlərin cədvəlinə yerləşdirilir. Dövri cədvəl həmçinin elementlərin xassələri haqqında əsas məlumatları təqdim edir ([link])—çox vaxt rəng kodlaşdırması ilə göstərilir. Cədvəlin düzülüşü, həmçinin hər bir elementdəki elektronların necə təşkil edildiyini göstərir və atomların molekulları meydana gətirmək üçün bir-biri ilə necə reaksiya verəcəyinə dair mühüm təfərrüatlar verir.

İzotoplar eyni sayda proton, lakin fərqli sayda neytron olan eyni elementin müxtəlif formalarıdır. Karbon, kalium və uran kimi bəzi elementlərin təbii izotopları var. Karbonun ən çox yayılmış izotopu olan Karbon-12, altı proton və altı neytrondan ibarətdir. Buna görə də onun kütlə sayı 12 (altı proton və altı neytron) və atom nömrəsi 6 (bu onu karbon edir). Karbon-14 altı proton və səkkiz neytrondan ibarətdir. Buna görə də, onun kütlə sayı 14 (altı proton və səkkiz neytron) və atom nömrəsi 6, yəni hələ də karbon elementidir. Karbonun bu iki alternativ forması izotoplardır. Bəzi izotoplar qeyri-sabitdir və daha sabit elementlər yaratmaq üçün protonları, digər subatomik hissəcikləri və ya enerjini itirəcəklər. Bunlara radioaktiv izotoplar və ya radioizotoplar deyilir.

Elementlərin xüsusiyyətlərinə əsaslanaraq sütun və cərgələrdə düzülmüş dövri cədvəl elementlər və onların molekulları əmələ gətirmək üçün bir-biri ilə necə qarşılıqlı əlaqədə ola biləcəyi haqqında əsas məlumatları təqdim edir. Əksər dövri cədvəllər ehtiva etdikləri məlumatlara açar və ya əfsanə verir.

Carbon Dating Carbon-14 (14 C) atmosferdə kosmik şüaların yaratdığı təbii radioizotopdur. Bu davamlı bir prosesdir, ona görə də həmişə daha çox 14 C yaradılır. Canlı orqanizm inkişaf etdikcə onun orqanizmində 14 C-nin nisbi səviyyəsi atmosferdəki 14 C konsentrasiyasına bərabər olur. Orqanizm öləndə artıq 14 C-ni qəbul etmir, ona görə də nisbət azalacaq. 14 C, beta parçalanma adlı bir proseslə 14 N-ə qədər parçalanır, bu yavaş prosesdə enerji verir.

Təxminən 5730 ildən sonra 14 C-lik başlanğıc konsentrasiyanın yalnız yarısı 14 N-ə çevriləcək. İzotopun ilkin konsentrasiyasının yarısının daha sabit formaya çürüməsi üçün tələb olunan vaxta onun yarı ömrü deyilir. . 14 C-nin yarı ömrü uzun olduğu üçün fosillər kimi əvvəllər yaşayan cisimləri yaşlandırmaq üçün istifadə olunur. Bir cisimdə tapılan 14 C konsentrasiyasının atmosferdə aşkar edilmiş 14 C miqdarına nisbətindən istifadə edərək, hələ parçalanmamış izotopun miqdarını təyin etmək olar. Bu məbləğə əsasən, fosilin yaşını təxminən 50.000 ilə hesablamaq olar ([link]). Köhnə fosillərin yaşını hesablamaq üçün kalium-40 kimi daha uzun yarı ömrü olan izotoplardan istifadə edilir. Karbon tarixçəsindən istifadə etməklə alimlər son 50.000 il ərzində yaşayan orqanizmlərin ekologiyasını və biocoğrafiyasını yenidən qura bilərlər.

Tərkibində karbon olan və yaşı təqribən 50.000 ildən az olan qalıqların, məsələn, bu cücə mamontun yaşını karbon tarixi ilə müəyyən etmək olar. (Kredit: Bill Folkner/NPS)

Atomlar və izotoplar və bir izotopu digərindən necə ayırd edə biləcəyinizi öyrənmək üçün bu sayta daxil olun və simulyasiyanı həyata keçirin.

Kimyəvi bağlar

Elementlərin bir-biri ilə qarşılıqlı əlaqəsi onların elektronlarının necə təşkil olunduğundan və atomda elektronların mövcud olduğu ən kənar bölgədə elektronlar üçün neçə boşluq olduğundan asılıdır. Elektronlar nüvənin ətrafında qabıqlar meydana gətirən enerji səviyyələrində mövcuddur. Ən yaxın qabıq iki elektronu saxlaya bilər. Nüvəyə ən yaxın olan qabıq həmişə ilk növbədə, hər hansı digər qabıq doldurulmazdan əvvəl doldurulur. Hidrogenin bir elektronu var, buna görə də onun ən aşağı təbəqədə yalnız bir nöqtəsi var. Heliumun iki elektronu var, buna görə də iki elektronu ilə ən aşağı təbəqəni tamamilə doldura bilər. Dövri cədvələ baxsanız, ilk cərgədə hidrogen və heliumun yalnız iki element olduğunu görərsiniz. Bunun səbəbi, onların yalnız ilk qabığında elektronların olmasıdır. Hidrogen və helium ən aşağı qabığa malik olan və başqa qabıqları olmayan yeganə iki elementdir.

İkinci və üçüncü enerji səviyyələri səkkiz elektron tuta bilər. Səkkiz elektron dörd cütdə düzülür və hər cütlük tamamlanmazdan əvvəl hər cütdəki bir mövqe elektronla doldurulur.

Dövri cədvələ yenidən baxdıqda ([link]) yeddi sıra olduğunu görəcəksiniz. Bu sıralar həmin cərgədəki elementlərin mərmi sayına uyğundur. Sütunlar soldan sağa doğru irəlilədikcə müəyyən bir cərgədə olan elementlər artan sayda elektrona malikdir. Hər bir elementdə eyni sayda qabıq olsa da, qabıqların hamısı elektronlarla tam doldurulmur. Dövri cədvəlin ikinci sırasına baxsanız, litium (Li), berillium (Be), bor (B), karbon (C), azot (N), oksigen (O), flüor (F), və neon (Ne). Bunların hamısında yalnız birinci və ikinci qabıqları tutan elektronlar var. Litiumun ən xarici qabığında yalnız bir elektron, berilyumun iki elektronu, borun üçü və s., neonda olduğu kimi, bütün qabıq səkkiz elektronla doldurulana qədər.

Bütün elementlərin ən xarici qabıqlarını doldurmaq üçün kifayət qədər elektronları yoxdur, lakin ən xarici qabıqdakı bütün elektron mövqeləri doldurulduqda bir atom ən sabit vəziyyətdədir. Ən kənar qabıqlardakı bu boş yerlərə görə, molekulların meydana gəlməsi ilə nəticələnən iki və ya daha çox eyni və ya fərqli element arasında kimyəvi bağların və ya qarşılıqlı təsirlərin meydana gəlməsini görürük. Daha böyük sabitliyə nail olmaq üçün atomlar xarici qabıqlarını tamamilə doldurmağa meylli olacaqlar və elektronları paylaşaraq, başqa bir atomdan elektronları qəbul edərək və ya elektronları başqa bir atoma bağışlayaraq bu məqsədə çatmaq üçün digər elementlərlə əlaqə quracaqlar. Aşağı atom nömrələri olan elementlərin ən xarici qabıqları (atom nömrəsi 20 olan kalsiuma qədər) səkkiz elektron saxlaya bildiyi üçün buna oktet qaydası deyilir. Bir element xarici qabığını doldurmaq və oktet qaydasını təmin etmək üçün elektronları bağışlaya, qəbul edə və ya digər elementlərlə paylaşa bilər.

Bir atomda bərabər sayda proton və elektron yoxdursa, ona ion deyilir. Elektronların sayı protonların sayına bərabər olmadığı üçün hər bir ion xalis yükə malikdir. Müsbət ionlar elektronların itirilməsi nəticəsində əmələ gəlir və kationlar adlanır. Mənfi ionlar elektron əldə etməklə əmələ gəlir və onlara anion deyilir.

Məsələn, natriumun ən xarici qabığında yalnız bir elektron var. Natriumun bir elektronu bağışlaması, xarici qabığı doldurmaq üçün yeddi daha çox elektron qəbul etməkdən daha az enerji tələb edir. Natrium bir elektron itirirsə, indi onun 11 protonu və cəmi 10 elektronu var və ümumi yük +1 olur. İndi onu natrium ionu adlandırırlar.

Xlor atomunun xarici qabığında yeddi elektron var. Yenə də, xlorun yeddi elektron itirməkdənsə, bir elektron qazanması enerji baxımından daha qənaətlidir. Buna görə də, 17 proton və 18 elektronlu bir ion yaratmaq üçün elektron qazanmağa meyllidir və ona xalis mənfi (𔂿) yük verir. İndi ona xlorid ionu deyilir. Elektronların bir elementdən digərinə bu hərəkətinə elektron köçürmə deyilir. [link] Şəkildə göstərildiyi kimi, natrium atomunun (Na) ən xarici qabığında yalnız bir elektron, xlor atomunun (Cl) isə ən xarici qabığında yeddi elektronu var. Bir natrium atomu qabığını boşaltmaq üçün bir elektronunu bağışlayacaq və bir xlor atomu bu elektronu qabığını doldurmaq üçün qəbul edərək xlorid halına gələcək. Hər iki ion artıq oktet qaydasını təmin edir və tam xarici qabıqlara malikdir. Elektronların sayı artıq protonların sayına bərabər olmadığı üçün hər biri indi bir iondur və +1 (natrium) və ya 𔂿 (xlorid) yükü var.

Elementlər ən xarici qabıqlarını elektronlarla doldurmağa meyllidirlər. Bunun üçün onlar digər elementlərdən elektronları ya bağışlaya, ya da qəbul edə bilərlər.

İon bağları

Üç növ bağ və ya qarşılıqlı əlaqəni öyrənəcəyik: ion, kovalent və hidrogen bağları. Bir element yuxarıdakı natrium atomu nümunəsində olduğu kimi xarici qabığından elektron verdikdə müsbət ion əmələ gəlir. Elektronu qəbul edən element indi mənfi yüklüdür. Müsbət və mənfi yüklər cəlb etdiyi üçün bu ionlar bir yerdə qalır və ion bağı və ya ionlar arasında əlaqə yaradır. Elementlər bir elementin elektronu ilə birləşərək, əsasən digər elementlə qalır. Na + və Cl – ionları NaCl hasil etmək üçün birləşdikdə, bir natrium atomundan bir elektron xlor atomundan digər yeddi ilə birlikdə qalır və natrium və xlorid ionları xalis sıfır yüklü bir ion qəfəsində bir-birini çəkir.

Kovalent Bağlar

İki və ya daha çox atom arasındakı kimyəvi bağın başqa bir növü kovalent bağdır. Bu bağlar bir elektron iki element arasında bölüşdürüldükdə əmələ gəlir və canlı orqanizmlərdə kimyəvi bağın ən güclü və ən çox yayılmış formasıdır. Hüceyrələrimizdəki bioloji molekulları təşkil edən elementlər arasında kovalent bağlar əmələ gəlir. İon bağlarından fərqli olaraq, kovalent bağlar suda dağılmır (yəni ayrılmır).

Su molekullarını meydana gətirmək üçün birləşən hidrogen və oksigen atomları bir-birinə kovalent bağlarla bağlıdır. Hidrogen atomundan olan elektron öz vaxtını hidrogen atomunun xarici qabığı ilə oksigen atomunun natamam xarici qabığı arasında bölür. Oksigen atomunun xarici qabığını tamamilə doldurmaq üçün iki hidrogen atomundan iki elektron lazımdır, buna görə də H hərfində 𔄚”2O. Elektronlar atomlar arasında bölüşdürülür və hər birinin xarici qabığını “doldurmaq” üçün vaxtlarını onların arasında bölürlər. Bu paylaşma, bütün atomlar üçün xarici qabıqları doldurulmadan mövcud olduqdan daha aşağı enerji vəziyyətidir.

İki növ kovalent bağ var: qütblü və qeyri-qütblü. Qeyri-qütblü kovalent bağlar eyni elementin iki atomu arasında və ya elektronları bərabər şəkildə paylaşan müxtəlif elementlər arasında əmələ gəlir. Məsələn, bir oksigen atomu xarici qabıqlarını doldurmaq üçün başqa bir oksigen atomu ilə bağlana bilər. Bu birləşmə qeyri-qütbdür, çünki elektronlar hər bir oksigen atomu arasında bərabər paylanacaqdır. İki oksigen atomu arasında iki kovalent bağ əmələ gəlir, çünki oksigen ən xarici qabığını doldurmaq üçün iki ortaq elektron tələb edir. Azot atomları iki azot atomu arasında üç kovalent bağ (həmçinin üçlü kovalent adlanır) meydana gətirəcək, çünki hər bir azot atomunun ən xarici qabığını doldurmaq üçün üç elektrona ehtiyacı var. Qeyri-qütblü kovalent bağın başqa bir nümunəsi metanda (CH4) molekul. Karbon atomunun ən xarici qabığında dörd elektron var və onu doldurmaq üçün daha dörd elektron lazımdır. Bu dördü dörd hidrogen atomundan alır, hər bir atom bir təmin edir. Bu elementlərin hamısı elektronları bərabər şəkildə bölüşür və dörd qeyri-qütblü kovalent rabitə yaradır ([link]).

Qütb kovalent bağda atomların paylaşdığı elektronlar digər nüvəyə nisbətən bir nüvəyə daha yaxın vaxt keçirirlər. Müxtəlif nüvələr arasında elektronların qeyri-bərabər paylanması səbəbindən bir qədər müsbət (δ+) və ya bir qədər mənfi (δ–) yük yaranır. Suda hidrogen və oksigen atomları arasındakı kovalent bağlar qütb kovalent bağlardır. Ortaq elektronlar oksigen nüvəsinin yaxınlığında daha çox vaxt keçirərək, ona kiçik bir mənfi yük verir, hidrogen nüvələrinin yanında keçirdikləri vaxtdan daha çox, bu molekullara kiçik müsbət yük verir.

Su molekulu (solda) hidrogen atomları üzərində bir az müsbət yüklü və oksigen üzərində bir qədər mənfi yüklü qütb bağını təsvir edir. Qeyri-qütblü bağlara misal olaraq metan (orta) və oksigen (sağda) daxildir.

Hidrogen Bağları

İon və kovalent bağlar qırılması üçün xeyli enerji tələb edən güclü bağlardır. Bununla belə, elementlər arasındakı bütün bağlar ion və ya kovalent bağlar deyil. Zəif bağlar da yarana bilər. Bunlar sınmaq üçün çox enerji tələb etməyən müsbət və mənfi yüklər arasında baş verən cazibələrdir. Tez-tez baş verən nisbətən zəif bağlara misal hidrogen bağlarıdır. Bu əlaqə suyun unikal xüsusiyyətlərini və DNT və zülalların unikal strukturlarını yaradır.

Tərkibində hidrogen atomu olan qütb kovalent bağlar yarandıqda, bu bağdakı hidrogen atomu bir qədər müsbət yükə malikdir. Bunun səbəbi ortaq elektronun digər elementə doğru və hidrogen nüvəsindən daha güclü şəkildə çəkilməsidir. Hidrogen atomu bir qədər müsbət olduğundan (δ+), o, qonşu mənfi qismən yüklərə (δ–) cəlb olunacaq. Bu baş verdikdə, bir molekulun hidrogen atomunun δ+ yükü ilə digər molekulun δ– yükü arasında zəif qarşılıqlı əlaqə yaranır. Bu qarşılıqlı təsir hidrogen bağı adlanır. Bu növ bağ adi haldır, məsələn, suyun maye təbiəti su molekulları arasındakı hidrogen bağlarından qaynaqlanır ([link]). Hidrogen bağları suya həyatı təmin edən unikal xüsusiyyətlər verir.Əgər hidrogen bağı olmasaydı, su otaq temperaturunda maye deyil, qaz halında olardı.

Hidrogen bağları bir qədər müsbət (δ+) və bir qədər mənfi (δ–) su kimi qütb kovalent molekulların yükləri.

Hidrogen bağları müxtəlif molekullar arasında yarana bilər və onlar həmişə su molekulunu daxil etməli deyillər. Hər hansı bir molekulda qütb bağlarında olan hidrogen atomları digər bitişik molekullarla əlaqə yarada bilər. Məsələn, hidrogen bağları DNT molekuluna xarakterik ikiqat sarmal quruluşunu vermək üçün iki uzun DNT zəncirini bir yerdə saxlayır. Hidrogen bağları zülalların bəzi üçölçülü quruluşundan da məsuldur.

Bölmənin xülasəsi

Materiya məkanı tutan və kütləsi olan hər şeydir. O, müxtəlif elementlərin atomlarından ibarətdir. Təbii olaraq meydana gələn 92 elementin hamısı birləşmələr və ya molekullar yaratmaq üçün müxtəlif yollarla birləşməyə imkan verən unikal keyfiyyətlərə malikdir. Protonlar, neytronlar və elektronlardan ibarət olan atomlar, elementin bütün xüsusiyyətlərini saxlayan ən kiçik elementlərdir. Elektronlar ion, kovalent və hidrogen bağları da daxil olmaqla bağlar yaratmaq üçün atomlar arasında bağışlana və ya paylaşıla bilər.

İncəsənət Əlaqələri

[link] (K) kalium-39 və kalium-40-da müvafiq olaraq neçə neytron var?

[link] Kalium-39-da iyirmi neytron var. Kalium-40-da iyirmi bir neytron var.


Biologiya 171

Öyrənmə Məqsədləri

Bu bölmənin sonunda siz aşağıdakıları edə biləcəksiniz:

  • Maddə və elementləri müəyyənləşdirin
  • Protonlar, neytronlar və elektronlar arasındakı qarşılıqlı əlaqəni təsvir edin
  • Elektronların bağışlanması və ya atomlar arasında bölüşdürülməsi yollarını müqayisə edin
  • Təbiətdə meydana gələn elementlərin molekulları, hüceyrələri, toxumaları, orqan sistemlərini və orqanizmləri yaratmaq üçün birləşmə yollarını izah edin.

Ən fundamental səviyyədə həyat maddədən ibarətdir. Materiya məkanı tutan və kütləsi olan hər hansı bir maddədir. Elementlər adi kimyəvi reaksiyalarla daha kiçik maddələrə parçalana bilməyən xüsusi kimyəvi və fiziki xassələrə malik olan unikal maddə formalarıdır. 118 element var, ancaq təbii olaraq yalnız 98-i var. Qalan elementlər qeyri-sabitdir və alimlərdən onları laboratoriyalarda sintez etməyi tələb edir.

Hər bir element bir baş hərf olan kimyəvi simvolu ilə təyin olunur və ya ilk hərf başqa bir element tərəfindən "alındıqda" iki hərfin birləşməsidir. Bəzi elementlər, məsələn, karbon üçün C və kalsium üçün Ca kimi element üçün İngilis terminini izləyir. Digər elementlərin kimyəvi simvolları onların Latın adlarından gəlir. Məsələn, natriumun simvolu Na-dır natrium, natrium üçün latın sözü.

Bütün canlı orqanizmlər üçün ümumi olan dörd element oksigen (O), karbon (C), hidrogen (H) və azotdur (N). Cansız aləmdə elementlərə müxtəlif nisbətlərdə rast gəlinir və canlı orqanizmlər üçün ümumi olan bəzi elementlər (Şəkil) bütövlükdə yer üzündə nisbətən nadirdir. Məsələn, atmosfer azot və oksigenlə zəngindir, lakin az karbon və hidrogen ehtiva edir, yer qabığında isə oksigen və az miqdarda hidrogen olsa da, azot və karbon azdır. Bolluq fərqlərinə baxmayaraq, canlı və cansız dünyanın bir parçası olmasından asılı olmayaraq bütün elementlər və aralarındakı kimyəvi reaksiyalar eyni kimyəvi və fiziki qanunlara tabedir.

Cansız Dünya ilə Müqayisədə Canlı Orqanizmlərdə (İnsanlarda) Elementlərin Təxmini Faizi
Element Həyat (İnsan) Atmosfer Yer qabığı
Oksigen (O) 65% 21% 46%
Karbon (C) 18% iz iz
Hidrogen (H) 10% iz 0.1%
Azot (N) 3% 78% iz

Atomun quruluşu

Elementlərin necə birləşdiyini anlamaq üçün ilk növbədə elementin ən kiçik komponenti və ya tikinti bloku olan atomu müzakirə etməliyik. Atom elementin bütün kimyəvi xüsusiyyətlərini saxlayan ən kiçik maddə vahididir. Məsələn, bir qızıl atomu qızılın bütün xüsusiyyətlərinə malikdir, çünki o, otaq temperaturunda bərk metaldır. Qızıl sikkə sadəcə sikkə şəklində qəliblənmiş çox sayda qızıl atomudur və tərkibində çirklər kimi tanınan az miqdarda digər elementlər var. Qızılın xüsusiyyətlərini qoruyub saxlayaraq, qızıl atomlarını daha kiçik bir şeyə parçalaya bilmərik.

Bir atom iki bölgədən ibarətdir: atomun mərkəzində olan və proton və neytronları ehtiva edən nüvə. Atomun ən kənar bölgəsi (Şəkildə) göstərildiyi kimi, elektronlarını nüvənin ətrafındakı orbitdə saxlayır. Atomlarda digər atomaltı hissəciklər arasında protonlar, elektronlar və neytronlar var. Yeganə istisna, bir proton və neytronsuz bir elektrondan ibarət olan hidrogendir (H).

Protonlar və neytronlar təxminən eyni kütləyə malikdirlər, təxminən 1,67 × 10 -24 qramdır. Elm adamları bu kütlə miqdarını ixtiyari olaraq bir atom kütlə vahidi (amu) və ya bir Dalton olaraq təyin edirlər (Şəkildə). Kütləsi oxşar olsa da, protonlar və neytronlar elektrik yüklərinə görə fərqlənirlər. Proton müsbət yüklü, neytron isə yüksüzdür. Buna görə də, atomdakı neytronların sayı onun kütləsinə əhəmiyyətli dərəcədə kömək edir, lakin yükünə deyil. Elektronların kütləsi protonlardan çox kiçikdir, çəkisi cəmi 9,11 × 10 -28 qramdır və ya atom kütlə vahidinin təxminən 1/1800-ü qədərdir. Beləliklə, onlar bir elementin ümumi atom kütləsinə çox kömək etmirlər. Buna görə də, atom kütləsini nəzərdən keçirərkən, hər hansı bir elektronun kütləsini nəzərə almamaq və atomun kütləsini yalnız proton və neytron sayına əsasən hesablamaq adətdir. Kütlənin əhəmiyyətli bir töhfəsi olmasa da, elektronlar atomun yükünə böyük töhfə verir, çünki hər bir elektron protonun müsbət yükünə bərabər mənfi yükə malikdir. Yüksüz, neytral atomlarda nüvə ətrafında fırlanan elektronların sayı nüvənin daxilindəki protonların sayına bərabərdir. Bu atomlarda müsbət və mənfi yüklər bir-birini ləğv edərək xalis yükü olmayan bir atoma gətirib çıxarır.

Protonların, neytronların və elektronların ölçülərini nəzərə alsaq, atomun həcminin çoxu – 99 faizdən çoxu – boş yerdir. Bütün bu boş yerlə, nə üçün bərk cisimlər sadəcə bir-birindən keçmir deyə soruşa bilərsiniz. Onların etməmələrinin səbəbi bütün atomları əhatə edən elektronların mənfi yüklü olması və mənfi yüklərin bir-birini itməsidir.

Protonlar, neytronlar və elektronlar
Şarj edin Kütləvi (amu) Məkan
Proton +1 1 nüvə
Neytron 0 1 nüvə
elektron –1 0 orbitallar

Atom nömrəsi və kütləsi

Hər bir elementin atomlarında xarakterik sayda proton və elektron var. Protonların sayı bir elementin atom nömrəsini təyin edir, elm adamları bir elementi digərindən ayırmaq üçün istifadə edirlər. Neytronların sayı dəyişkəndir, nəticədə eyni atomun müxtəlif formaları olan izotoplar yalnız sahib olduqları neytronların sayına görə dəyişir. Birlikdə protonların və neytronların sayı elementin kütlə sayını müəyyən edir (Şəkil) . Nəzərə alın ki, kütlə sayının hesablanmasında elektronların kütlənin kiçik töhfəsini nəzərə almırıq. Kütlənin bu təxminindən sadəcə protonların sayını kütlə sayından çıxarmaqla elementin neçə neytron olduğunu asanlıqla hesablamaq üçün istifadə edə bilərik. Bir elementin izotoplarının kütlə nömrələri bir qədər fərqli olacağı üçün elm adamları təbii olaraq meydana gələn izotoplar üçün kütlə sayının hesablanmış ortası olan atom kütləsini də müəyyən edirlər. Çox vaxt ortaya çıxan nömrədə bir kəsr olur. Məsələn, xlorun atom kütləsi (Cl) 35,45-dir, çünki xlor bir neçə izotopdan ibarətdir, bəzilərinin (əksəriyyəti) atom kütləsi 35 (17 proton və 18 neytron) və bəzilərinin atom kütləsi 37 (17 proton və 20 neytron) var. .

Karbon-12 və karbon-13 müvafiq olaraq neçə neytrona malikdir?

İzotoplar

İzotoplar eyni sayda proton, lakin fərqli sayda neytron olan bir elementin müxtəlif formalarıdır. Karbon, kalium və uran kimi bəzi elementlərin təbii izotopları var. Karbon-12 altı proton, altı neytron və altı elektrondan ibarətdir, buna görə də onun kütlə sayı 12 (altı proton və altı neytron) var. Karbon-14 altı proton, səkkiz neytron və altı elektrondan ibarətdir, onun atom kütləsi 14 (altı proton və səkkiz neytron) təşkil edir. Karbonun bu iki alternativ forması izotoplardır. Bəzi izotoplar neytronlar, protonlar və elektronlar buraxa bilər və daha sabit atom konfiqurasiyasına (potensial enerjinin aşağı səviyyəsi) nail ola bilər, bunlar radioaktiv izotoplar və ya radioizotoplardır. Radioaktiv parçalanma (karbon-14-ün parçalanması nəticəsində azot-14-ə çevrilir) qeyri-sabit bir atomun nüvəsi radiasiya buraxdıqda baş verən enerji itkisini təsvir edir.

Karbon Dating
Karbon adətən atmosferdə karbon qazı və metan kimi qaz birləşmələri şəklində mövcuddur. Karbon-14 (14 C) atmosferdə 14 N-dən (azotdan) bir neytronun əlavə edilməsi və kosmik şüalar səbəbindən protonun itirilməsi ilə atmosferdə yaranan təbii bir radioizotopdur. Bu davamlı bir prosesdir, ona görə də həmişə daha çox 14 C yaradılır. Canlı orqanizm ilkin olaraq fotosintez prosesində fiksasiya olunmuş karbon qazı kimi 14 C-ni özündə birləşdirdiyinə görə onun orqanizmindəki 14 C-nin nisbi miqdarı atmosferdəki 14 C konsentrasiyasına bərabərdir. Orqanizm öləndə o, artıq 14 C-ni qəbul etmir, buna görə də 14 C ilə 12 C arasındakı nisbət beta parçalanması - elektronların və ya pozitronların emissiyası adlanan proseslə tədricən 14 N-ə qədər azalacaq. Bu çürümə yavaş bir prosesdə enerji yayır.

Təxminən 5,730 ildən sonra 14 C-lik başlanğıc konsentrasiyanın yarısı yenidən 14 N-ə çevriləcək. İzotopun ilkin konsentrasiyasının yarısının daha stabil formasına qayıtması üçün tələb olunan vaxta onun yarı ömrü deyirik. 14 C-nin yarı ömrü uzun olduğundan, elm adamları köhnə sümüklər və ya ağac kimi əvvəllər yaşayan cisimləri tarixləmək üçün istifadə edirlər. Alimlər bir cisimdəki 14 C konsentrasiyasının atmosferdəki 14 C miqdarına nisbətini müqayisə edərək, hələ də parçalanmamış izotopun miqdarını müəyyən edə bilərlər. Bu məbləğ əsasında (Şəkil) göstərir ki, biz cücə mamont kimi materialın yaşını təxminən 50.000 ildən çox olmasa, dəqiqliklə hesablaya bilərik. Digər elementlərin müxtəlif yarımömürlü izotopları var. Məsələn, 40 K (kalium-40) 1,25 milyard il, 235 U (Uran 235) isə təxminən 700 milyon il yarımparçalanma dövrünə malikdir. Radiometrik tanışlıqdan istifadə etməklə elm adamları orqanizmlərin əvvəlki növlərdən necə təkamül etdiyini anlamaq üçün fosillərin və ya nəsli kəsilmiş orqanizmlərin digər qalıqlarının yaşını öyrənə bilərlər.

İzotoplar və Atom Kütləsi (Flash interaktivliyi) və bir izotopu digərindən necə ayırd etmək barədə ətraflı öyrənin, simulyasiyanı həyata keçirin.

Dövri Cədvəl

Dövri cədvəl müxtəlif elementləri təşkil edir və göstərir. 1869-cu ildə rus kimyaçısı Dmitri Mendeleyev (1834-1907) tərəfindən hazırlanmış cədvəl unikal olsa da, digər elementlərlə müəyyən kimyəvi xassələri paylaşan elementləri qruplaşdırır. Elementlərin xüsusiyyətləri otaq temperaturunda onların fiziki vəziyyətindən məsuldur: onlar qazlar, bərk cisimlər və ya mayelər ola bilər. Elementlər həmçinin spesifik kimyəvi reaktivliyə, birləşmə və bir-biri ilə kimyəvi birləşmə qabiliyyətinə malikdirlər.

Dövri cədvəldə (Şəkil) elementlər atom nömrələrinə görə təşkil edilir və göstərilir və ortaq kimyəvi və fiziki xassələrə əsaslanaraq bir sıra sıra və sütunlarda düzülür. Hər bir element üçün atom nömrəsini təmin etməklə yanaşı, dövri cədvəl elementin atom kütləsini də göstərir. Məsələn, karbona baxdıqda onun simvolu (C) və adı görünür, həmçinin atom nömrəsi altı (yuxarı sol küncdə) və atom kütləsi 12.11.

Dövri cədvəl elementləri kimyəvi xüsusiyyətlərə görə qruplaşdırır. Elm adamları elementlər arasında kimyəvi reaktivlik fərqlərini atomun elektronlarının sayı və məkan paylanması ilə əsaslandırırlar. Kimyəvi reaksiyaya girən və bir-birinə bağlanan atomlar molekullar əmələ gətirir. Molekullar sadəcə olaraq kimyəvi cəhətdən bir-birinə bağlanmış iki və ya daha çox atomdur. Məntiqi olaraq, iki atom bir molekul meydana gətirmək üçün kimyəvi əlaqə qurduqda, atomlar kimyəvi bir əlaqə yaratdıqca, hər bir atomun ən kənar bölgəsini təşkil edən elektronları bir araya gəlir.

Elektron qabıqlar və Bor modeli

Qeyd edək ki, elementdəki protonların sayı, bir elementi digərindən fərqləndirən atom nömrəsi və onun malik olduğu elektronların sayı arasında əlaqə var. Bütün elektrik neytral atomlarda elektronların sayı protonların sayı ilə eynidir. Beləliklə, hər bir element, ən azı elektrik cəhətdən neytral olduqda, atom nömrəsinə bərabər olan xarakterik elektron sayına malikdir.

1913-cü ildə Danimarka alimi Niels Bor (1885-1962) atomun ilkin modelini işləyib hazırladı. Bor modeli atomu proton və neytronlardan ibarət mərkəzi nüvə kimi göstərir, elektronlar nüvədən müəyyən məsafələrdə dairəvi orbitallarda (Şəkil) göstərildiyi kimi. Bu orbitlər elektron qabıqları və ya enerji səviyyələrini əmələ gətirir ki, bu da ən kənar qabıqlardakı elektronların sayını vizuallaşdırmağın bir yoludur. Bu enerji səviyyələri rəqəm və “n” simvolu ilə təyin olunur. Məsələn, 1n nüvəyə ən yaxın olan ilk enerji səviyyəsini təmsil edir.

Elektronlar orbitalları ardıcıl ardıcıllıqla doldururlar: əvvəlcə nüvəyə ən yaxın orbitalları doldururlar, sonra nüvədən daha da artan enerji orbitallarını doldurmağa davam edirlər. Bərabər enerjili bir neçə orbital varsa, ikinci elektron əlavə etməzdən əvvəl hər enerji səviyyəsində bir elektronla doldurulur. Ən xarici enerji səviyyəsinin elektronları atomun enerji sabitliyini və molekulları yaratmaq üçün digər atomlarla kimyəvi bağlar yaratmaq meylini müəyyən edir.

Standart şəraitdə atomlar əvvəlcə daxili qabıqları doldurur, bu da çox vaxt ən xarici qabıqda dəyişən sayda elektronla nəticələnir. Ən daxili qabıq maksimum iki elektrona malikdir, lakin sonrakı iki elektron qabığın hər birində maksimum səkkiz elektron ola bilər. Bu, ən daxili qabıq istisna olmaqla, atomların ən xarici elektron qabığı olan valentlik qabığında səkkiz elektron olduqda enerji baxımından daha sabit olduğunu bildirən oktet qaydası kimi tanınır. (Şəkil) bəzi neytral atomların və onların elektron konfiqurasiyalarının nümunələrini göstərir. Diqqət yetirin ki, (Şəkil) heliumun tam xarici elektron qabığı var, onun ilk və yeganə qabığını iki elektron doldurur. Eynilə, neonun səkkiz elektrondan ibarət tam xarici 2n qabığı var. Bunun əksinə olaraq, xlor və natriumun xarici qabıqlarında müvafiq olaraq yeddi və bir var, lakin nəzəri olaraq oktet qaydasına əməl etsələr və səkkiz olsalar, enerji baxımından daha sabit olardılar.

Bir atom, ən sabit elektron konfiqurasiyası olan tam valentlik qabığına nail olmaq üçün başqa bir atomla elektron verə, ala və ya paylaşa bilər. Bu rəqəmə baxsaq, sabit elektron konfiqurasiyasına nail olmaq üçün 1-ci qrupdakı elementlər neçə elektron itirməlidir? 14 və 17-ci qruplardakı elementlər sabit konfiqurasiya əldə etmək üçün neçə elektron qazanmalıdırlar?

Dövri cədvəlin təşkilinin protonların (və elektronların) ümumi sayına əsaslandığını başa düşmək bizə elektronların qabıqlar arasında necə paylandığını bilməyə kömək edir. Dövri cədvəl elektronların sayına və onların yerləşdiyi yerə görə sütun və cərgələrdə düzülür. Cədvəlin ən sağ sütununda (Şəkil) bəzi elementləri daha yaxından araşdırın. Helium (He), neon (Ne) və arqon (Ar) qrupunun 18 atomunun hamısı xarici elektron qabıqlarını doldurmuşdur və bu, sabitliyə nail olmaq üçün elektronları digər atomlarla paylaşmağı lüzumsuz edir. Onlar tək atomlar kimi çox sabitdirlər. Reaktiv olmadıqları üçün alimlər onları inert (və ya nəcib qazlar) hesab edirlər. Bunu sol sütundakı qrup 1 elementləri ilə müqayisə edin. Hidrogen (H), litium (Li) və natrium (Na) daxil olmaqla bu elementlərin hamısının ən xarici qabıqlarında bir elektron var. Bu o deməkdir ki, onlar bir elektronu başqa bir atom və ya su kimi bir molekulla bağışlamaqla və ya paylaşmaqla sabit konfiqurasiyaya və doldurulmuş xarici qabığa nail ola bilərlər. Hidrogen bu konfiqurasiyaya nail olmaq üçün elektronunu bağışlayacaq və ya paylaşacaq, litium və natrium isə sabit olmaq üçün elektronlarını verəcək. Mənfi yüklü elektronun itirilməsi nəticəsində müsbət yüklü ionlara çevrilirlər. Flüor və xlor da daxil olmaqla 17-ci qrup elementlərin ən kənar qabıqlarında yeddi elektron var, buna görə də onlar bu qabığı digər atom və ya molekulların elektronu ilə doldurmağa meyllidirlər və onları mənfi yüklü ionlara çevirirlər. Karbonun canlı sistemlər üçün ən vacib olduğu qrup 14 elementlərinin xarici qabığında digər atomlarla bir neçə kovalent bağ (aşağıda müzakirə olunacaq) yaratmağa imkan verən dörd elektron var. Beləliklə, dövri cədvəlin sütunları bu elementlərin oxşar kimyəvi xüsusiyyətlərindən məsul olan xarici elektron qabıqlarının potensial ortaq vəziyyətini təmsil edir.

Elektron orbitalları

Müəyyən elementlərin reaktivliyini və kimyəvi bağlanmasını izah etmək üçün faydalı olsa da, Bor modeli elektronların nüvə ətrafında fəzada necə paylandığını dəqiq əks etdirmir. Yerin Günəş ətrafında fırlanması kimi onlar nüvənin ətrafında dövr etmirlər, lakin biz onları elektron orbitallarında tapırıq. Bu nisbətən mürəkkəb formalar elektronların yalnız hissəciklər kimi deyil, həm də dalğalar kimi davranması ilə nəticələnir. Elm adamlarının dalğa funksiyaları adlandırdıqları kvant mexanikasından riyazi tənliklər müəyyən bir ehtimal səviyyəsində elektronun istənilən vaxt harada ola biləcəyini proqnozlaşdıra bilər. Alimlər elektronun tapılma ehtimalı yüksək olan ərazini orbital adlandırırlar.

Xatırladaq ki, Bohr modeli atomun elektron qabığının konfiqurasiyasını təsvir edir. Hər bir elektron qabığın içərisində alt qabıqlar var və hər bir alt təbəqədə elektronları olan müəyyən sayda orbital var. Elektronun yerini dəqiq hesablamaq qeyri-mümkün olsa da, alimlər bilirlər ki, o, çox güman ki, orbital yolunda yerləşir. s hərfi, səh, d, və f alt qabıqları təyin edin. The s alt qabıq sferik formadadır və bir orbital var. Əsas qabıq 1n yalnız təkdir s iki elektron saxlaya bilən orbital. Əsas qabıq 2n-də biri var s və bir səh alt qabıqlıdır və cəmi səkkiz elektron saxlaya bilir. The səh alt qabığında (Şəkildə) göstərildiyi kimi üç dumbbell formalı orbital var. Alt qabıqlar df daha mürəkkəb formalara malikdir və müvafiq olaraq beş və yeddi orbital ehtiva edir. Bunları təsvirdə göstərmirik. Əsas qabıq 3n var s, səh, və d alt qabıqlıdır və 18 elektron saxlaya bilir. Əsas qabıq 4n var s, səh, df orbitallar və 32 elektron tuta bilər. Nüvədən uzaqlaşdıqca enerji səviyyələrində elektronların və orbitalların sayı artır. Dövri cədvəldə bir atomdan digərinə irəliləyərək, növbəti mövcud orbitala əlavə elektron yerləşdirməklə elektron quruluşunu müəyyən edə bilərik.

Nüvəyə ən yaxın orbital olan 1s orbitalında iki elektron tuta bilər. Bu orbital Bohr modelinin ən daxili elektron qabığına bərabərdir. Alimlər bunu 1 adlandırırlars nüvənin ətrafında sferik olduğundan orbitaldır. 1s orbital nüvəyə ən yaxın orbitaldır və hər hansı digər orbital dolmadan əvvəl həmişə birinci doldurulur. Hidrogenin bir elektronu var, buna görə də 1-də yalnız bir yer tuturs orbital. Bunu 1 olaraq təyin ediriks 1 , burada üstündə yazılmış 1 1 daxilindəki bir elektrona aiddirs orbital. Heliumun iki elektronu var, buna görə də 1-i tamamilə doldura bilərs iki elektronu olan orbital. Bunu 1 olaraq təyin ediriks 2, 1-də heliumun iki elektronuna istinad edirs orbital. Dövri cədvəldə (Şəkil), hidrogen və helium birinci cərgədə (dövrdə) yeganə iki elementdir. Bunun səbəbi, onların yalnız birinci qabığında, 1-də elektronların olmasıdırs orbital. Hidrogen və helium 1-ə sahib olan yeganə iki elementdirs və elektrik cəhətdən neytral vəziyyətdə olan başqa elektron orbitalları yoxdur.

İkinci elektron qabığında səkkiz elektron ola bilər. Bu qabıqda başqa bir sferik var s orbital və üç "qantel" formalı səh (Şəkil) göstərildiyi kimi hər biri iki elektron saxlaya bilən orbitallar. 1-dən sonras orbital doldurur, ikinci elektron qabığı doldurur, əvvəlcə 2-ni doldururs orbital və sonra üç səh orbitallar. Doldurarkən səh orbitalların hər biri bir elektron alır. Hər biri bir dəfə səh orbitalın elektronu var, ona ikinci əlavə edə bilər. Litium (Li) birinci və ikinci qabıqları tutan üç elektrondan ibarətdir. İki elektron 1-i doldururs orbital və üçüncü elektron daha sonra 2-ni doldururs orbital. Onun elektron konfiqurasiyası 1-dirs 2 2s 1 . Neon (Ne), alternativ olaraq, cəmi on elektrona malikdir: ikisi ən daxili 1-dədirs orbital və səkkizi onun ikinci qabığını doldurur (hər biri 2-də ikis və üç səh orbitallar). Beləliklə, o, inert qazdır və nadir hallarda digər atomlarla kimyəvi əlaqə yaradan tək bir atom kimi enerji baxımından sabitdir. Daha böyük elementlər üçüncü elektron qabığından ibarət əlavə orbitallara malikdir. Elektron qabıqları və orbital anlayışları bir-biri ilə sıx əlaqəli olsa da, orbitallar atomun elektron konfiqurasiyasının daha dəqiq təsvirini təmin edir, çünki orbital model elektronların tuta biləcəyi bütün yerlərin müxtəlif formalarını və xüsusi istiqamətlərini müəyyən edir.

p və s orbitallarının məkan düzülüşünə baxmaq üçün Skandiumun atom orbitalları – elektron konfiqurasiyasına (Z=21) (video) baxın.

Kimyəvi reaksiyalar və molekullar

Bütün elementlər oktet qaydasına uyğun olaraq ən xarici qabığı elektronlarla dolu olduqda ən sabitdir. Bunun səbəbi, atomların bu konfiqurasiyada olması enerji baxımından əlverişlidir və onları sabit edir. Bununla belə, bütün elementlərin ən xarici qabıqlarını doldurmaq üçün kifayət qədər elektronu olmadığı üçün atomlar digər atomlarla kimyəvi bağlar yaradır və bununla da sabit elektron konfiqurasiyasına nail olmaq üçün lazım olan elektronları əldə edirlər. İki və ya daha çox atom bir-biri ilə kimyəvi bağlandıqda, nəticədə kimyəvi quruluş bir molekuldur. Tanış su molekulu H2O, iki hidrogen atomundan və bir oksigen atomundan ibarətdir. Bunlar (Şəkildə) göstərildiyi kimi su əmələ gətirmək üçün birləşirlər. Atomlar xarici qabıqlarını doldurmaq üçün elektronları bağışlayaraq, qəbul edərək və ya paylaşaraq molekullar yarada bilər.

Kimyəvi reaksiyalar iki və ya daha çox atom bir-birinə bağlanaraq molekullar əmələ gətirdikdə və ya bağlanmış atomlar parçalandıqda baş verir. Elm adamları kimyəvi reaksiyanın başlanğıcında istifadə olunan maddələrə reaktivlər deyirlər (adətən kimyəvi tənliyin sol tərəfində), biz isə reaksiyanın sonundakı maddələri (adətən kimyəvi tənliyin sağ tərəfində) adlandırırıq. Biz adətən kimyəvi reaksiyanın istiqamətini göstərmək üçün reaktivlər və məhsullar arasında ox çəkirik. Bu istiqamət həmişə “birtərəfli küçə” deyil. Yuxarıdakı su molekulunu yaratmaq üçün kimyəvi tənlik belə olardı:

Sadə kimyəvi reaksiyaya misal olaraq, hər biri iki oksigen atomuna (H) bağlanmış iki hidrogen atomundan ibarət olan hidrogen peroksid molekullarını parçalamaq olar.2O2). Reaksiyaya girən hidrogen peroksid iki hidrogen atomuna (H) bağlı bir oksigen atomu olan suya parçalanır.2O) və iki bağlı oksigen atomundan ibarət oksigen (O2). Aşağıdakı tənlikdə reaksiyaya iki hidrogen peroksid molekulu və iki su molekulu daxildir. Bu, balanslaşdırılmış kimyəvi tənliyin nümunəsidir, burada hər bir elementin atomlarının sayı tənliyin hər tərəfində eynidir. Maddənin qorunma qanununa görə, kimyəvi reaksiyadan əvvəl və sonra atomların sayı bərabər olmalıdır ki, normal şəraitdə heç bir atom yaranmasın və ya məhv olmasın.

Bu reaksiyanın bütün reaktivləri və məhsulları molekullar olsa da (hər bir atom ən azı bir başqa atomla bağlı qalır), bu reaksiyada yalnız hidrogen peroksid və su birləşmələrin nümayəndələridir: onların tərkibində birdən çox element növünün atomları var. Molekulyar oksigen, alternativ olaraq (Şəkil) göstərildiyi kimi, iki ikiqat bağlanmış oksigen atomundan ibarətdir və birləşmə kimi deyil, hononuklear molekul kimi təsnif edilir.

Bəzi kimyəvi reaksiyalar, məsələn, yuxarıdakı kimi, bütün reaktivləri sərf edənə qədər bir istiqamətdə davam edə bilər. Bu reaksiyaları təsvir edən tənliklər bir istiqamətli ox ehtiva edir və geri dönməzdir. Geri dönən reaksiyalar hər iki istiqamətdə gedə bilən reaksiyalardır. Geri dönən reaksiyalarda reaktivlər məhsullara çevrilir, lakin məhsulun konsentrasiyası müəyyən həddi (xüsusi reaksiya üçün xarakterik olan) keçdikdə, bu məhsulların bəziləri yenidən reaktivlərə çevrilir. Bu nöqtədə məhsul və reaktiv təyinatları tərsinə çevrilir. Bu, reaktivlər və məhsullar arasında müəyyən nisbi tarazlıq yaranana qədər davam edir - tarazlıq adlanan vəziyyət. Həm reaktivlərə, həm də məhsullara işarə edən iki başlı ox ilə kimyəvi tənlik tez-tez bu geri çevrilən reaksiya vəziyyətlərini ifadə edir.

Məsələn, insan qanında artıq hidrogen ionları (H+) bikarbonat ionlarına (HCO) bağlanır.3 – ) karbon turşusu (H2CO3). Bu sistemə karbon turşusu əlavə etsək, onun bir hissəsi bikarbonat və hidrogen ionlarına çevrilərdi.

Bununla belə, bioloji reaksiyalar nadir hallarda tarazlıq əldə edir, çünki reaktivlərin və ya məhsulların və ya hər ikisinin konsentrasiyası daim dəyişir, çox vaxt bir reaksiyanın məhsulu digəri üçün reaktiv olur. Qandakı artıq hidrogen ionları nümunəsinə qayıtsaq, reaksiyanın əsas istiqaməti karbon turşusunun əmələ gəlməsi olacaq. Bununla birlikdə, karbon turşusu yenidən bikarbonat ionuna çevrilmək əvəzinə karbon qazı kimi (ekshalasiya yolu ilə) bədəni tərk edə bilər və beləliklə, kütlə hərəkəti qanunu ilə reaksiyanı sağa aparır. Bu reaksiyalar qanımızda homeostazı saxlamaq üçün vacibdir.

İonlar və ion bağları

Bəzi atomlar bir elektron (və ya bəlkə də iki) qazandıqda və ya itirdikdə və ion əmələ gətirdikdə daha sabitdir. Bu, onların ən xarici elektron qabığını doldurur və onları enerji baxımından daha sabit edir. Elektronların sayı protonların sayına bərabər olmadığı üçün hər bir ion xalis yükə malikdir. Kationlar elektron itirərək əmələ gələn müsbət ionlardır. Mənfi ionlar bizim anion adlandırdığımız elektronları əldə etməklə əmələ gəlir. Anionları elementar adları ilə təyin edirik və sonluğu "-ide" olaraq dəyişdiririk, beləliklə xlorun anionu xlorid, kükürdün anionu isə sulfiddir.

Alimlər elektronların bir elementdən digərinə bu hərəkətini elektron köçürmə adlandırırlar. (Şəkil) göstərildiyi kimi, natriumun (Na) xarici elektron qabığında yalnız bir elektron var. Natriumun bir elektronu bağışlaması, xarici qabığı doldurmaq üçün yeddi daha çox elektron qəbul etməkdən daha az enerji tələb edir. Natrium bir elektron itirirsə, indi onun 11 protonu, 11 neytronu və cəmi 10 elektronu var və onun ümumi yükü +1 olur. İndi biz onu natrium ionu adlandırırıq. Ən aşağı enerji vəziyyətində olan xlor (Cl) xarici qabığında yeddi elektrona malikdir. Yenə də, xlorun yeddi elektron itirməkdənsə, bir elektron qazanması enerji baxımından daha qənaətlidir. Buna görə də, 17 proton, 17 neytron və 18 elektronlu bir ion yaratmaq üçün elektron qazanmağa meyllidir və ona xalis mənfi (-1) yük verir. İndi biz onu xlorid ionu adlandırırıq. Bu nümunədə, natrium qabığını boşaltmaq üçün bir elektronunu verəcək və xlor bu elektronu qabığını doldurmaq üçün qəbul edəcəkdir. Hər iki ion artıq oktet qaydasını təmin edir və tam xarici qabıqlara malikdir. Elektronların sayı artıq protonların sayına bərabər olmadığı üçün hər biri indi bir iondur və +1 (natrium kation) və ya -1 (xlorid anion) yükü var. Qeyd edək ki, bu əməliyyatlar normal olaraq yalnız eyni vaxtda baş verə bilər: natrium atomunun elektron itirməsi üçün o, xlor atomu kimi uyğun bir alıcının iştirakı ilə olmalıdır.

Əks yüklü ionlar arasında ion bağları əmələ gəlir. Məsələn, müsbət yüklü natrium ionları və mənfi yüklü xlorid ionları bir-birinə bağlanaraq natrium xlorid və ya xörək duzunun kristallarını əmələ gətirir və sıfır xalis yüklü kristal molekul yaradır.

Fizioloqlar müəyyən duzları elektrolitlər (natrium, kalium və kalsium daxil olmaqla), sinir impulslarının ötürülməsi, əzələlərin daralması və su balansı üçün lazım olan ionlar kimi adlandırırlar. Bir çox idman içkiləri və pəhriz əlavələri bu ionları məşq zamanı tərləmə ilə bədəndən itirilənləri əvəz etmək üçün təmin edir.

Kovalent istiqrazlar və digər istiqrazlar və qarşılıqlı əlaqə

Kovalent bağlar yaratmaq üçün atomlar arasında elektronları bölüşdürməklə oktet qaydasını təmin etməyin başqa bir yolu. Bu bağlar canlı orqanizmlərin molekullarında ion bağlarından daha güclü və daha çox yayılmışdır. Biz adətən DNT və zülallarımız kimi karbon əsaslı üzvi molekullarda kovalent bağlar tapırıq. H. kimi qeyri-üzvi molekullarda kovalent bağlar da tapırıq2O, CO2, və O2. Bağlar müvafiq olaraq bir, iki və ya üç cüt elektron paylaşaraq tək, ikiqat və üçlü bağlar yarada bilər. İki atom arasında kovalent bağlar nə qədər çox olarsa, onların əlaqəsi bir o qədər güclü olar. Beləliklə, üçlü bağlar ən güclüdür.

Müxtəlif səviyyələrdə kovalent bağlanmanın gücü canlı orqanizmlərin molekulyar azot, N2, atmosferdə ən bol qazdır. Molekulyar azot bir-birinə üçqat bağlanmış iki azot atomundan ibarətdir və bütün molekullarda olduğu kimi, bu üç cüt elektronun iki azot atomu arasında bölüşdürülməsi onların xarici elektron qabıqlarını doldurmağa imkan verir və molekulu ayrı-ayrı azot atomlarından daha sabit edir. Bu güclü üçlü bağ canlı sistemlərin bu azotu zülalların və DNT-nin tərkib hissəsi kimi istifadə etmək üçün parçalamasını çətinləşdirir.

Su molekullarının əmələ gəlməsi kovalent bağlanma nümunəsidir. Kovalent bağlar su molekullarını yaratmaq üçün birləşən hidrogen və oksigen atomlarını birləşdirir (Şəkildə). Hidrogendən gələn elektron öz vaxtını hidrogen atomlarının natamam xarici təbəqəsi ilə oksigen atomlarının natamam xarici təbəqəsi arasında bölür. Altı elektronu olan, lakin səkkizlə daha sabit olan oksigenin xarici qabığını tamamilə doldurmaq üçün iki elektron (hər bir hidrogen atomundan bir) lazımdır: beləliklə, məşhur H formulası2O. Hər iki element hər birinin xarici qabığını doldurmaq üçün elektronları paylaşır və hər iki elementi daha sabit edir.

İon və kovalent əlaqənin animasiyasını görmək üçün İon və Kovalent Bağlamağa (video) baxın.

Polar Kovalent Bağlar

İki növ kovalent bağ var: qütblü və qeyri-qütblü. Qütb kovalent bağda (Şəkil) atomların elektronları qeyri-bərabər paylaşdığını və bir nüvəyə digərindən daha çox cəlb edildiyini göstərir. Müxtəlif elementlərin atomları arasında elektronların qeyri-bərabər paylanması səbəbindən bir qədər müsbət (δ+) və ya bir qədər mənfi (δ–) yük inkişaf edir. Bu qismən yük suyun vacib bir xüsusiyyətidir və onun bir çox xüsusiyyətlərini təşkil edir.

Su qütb molekuludur, hidrogen atomları qismən müsbət yük, oksigen isə qismən mənfi yük alır. Bu, oksigen atomunun nüvəsinin hidrogen atomlarının elektronları üçün hidrogen nüvəsinin oksigenin elektronları üçün daha cəlbedici olması ilə əlaqədardır. Beləliklə, oksigen hidrogendən daha yüksək elektronmənfiliyə malikdir və ortaq elektronlar hidrogen atomlarının nüvəsinə nisbətən oksigen nüvəsinin yaxınlığında daha çox vaxt keçirərək, oksigen və hidrogen atomlarına müvafiq olaraq bir qədər mənfi və müsbət yüklər verir. Bunu ifadə etməyin başqa bir yolu, oksigen nüvəsinin yaxınlığında ortaq bir elektron tapma ehtimalının onu hidrogen nüvəsinin yaxınlığında tapmaqdan daha çox olmasıdır. Hər iki halda, atomun nisbi elektronmənfiliyi, bir element digərindən əhəmiyyətli dərəcədə daha çox elektronmənfi olduqda, qismən yüklərin inkişafına kömək edir və bu qütb bağlarının yaratdığı yüklər daha sonra əks qismən yüklərin cəlb edilməsi əsasında hidrogen bağları yaratmaq üçün istifadə edilə bilər. (Aşağıda ətraflı müzakirə etdiyimiz hidrogen bağları, bir az müsbət yüklü hidrogen atomları ilə digər molekullardakı bir qədər mənfi yüklü atomlar arasında olan zəif bağlardır.) Makromolekulların içərisində çox vaxt elektronmənfiliyi ilə fərqlənən atomlar olduğundan, qütb bağları çox vaxt üzvi molekullarda olur. .

Qeyri-qütblü kovalent istiqrazlar

Qeyri-qütblü kovalent bağlar eyni elementin iki atomu arasında və ya elektronları bərabər şəkildə paylaşan müxtəlif elementlər arasında əmələ gəlir. Məsələn, molekulyar oksigen (O2) qeyri-qütbdür, çünki elektronlar iki oksigen atomu arasında bərabər paylanır.

(Şəkil) həmçinin qeyri-qütblü kovalent bağın başqa bir nümunəsini göstərir - metan (CH4). Karbonun ən xarici qabığında dörd elektron var və onu doldurmaq üçün daha dörd elektron lazımdır. O, dörd hidrogen atomundan bu dördünü əldə edir, hər bir atom bir təmin edir və səkkiz elektrondan ibarət sabit xarici təbəqə yaradır. Karbon və hidrogen eyni elektronmənfiliyə malik deyillər, lakin oxşardırlar, buna görə də qeyri-polyar bağlar əmələ gəlir. Hidrogen atomlarının hər birinin ən xarici təbəqəsi üçün bir elektrona ehtiyacı var ki, bu da iki elektrondan ibarət olduqda doldurulur. Bu elementlər elektronları karbonlar və hidrogen atomları arasında bərabər şəkildə bölüşdürür və qeyri-polyar kovalent molekul yaradır.

Hidrogen bağları və Van Der Waals qarşılıqlı əlaqəsi

Elementlər arasında ion və kovalent bağlar qırılmaq üçün enerji tələb edir. İon bağları kovalent qədər güclü deyil, bu da onların bioloji sistemlərdə davranışını müəyyən edir. Bununla belə, bütün bağlar ion və ya kovalent rabitə deyil. Molekullar arasında daha zəif bağlar da yarana bilər. Tez-tez baş verən iki zəif bağ hidrogen bağları və van der Waals qarşılıqlı təsirləridir. Bu iki növ bağ olmasaydı, bildiyimiz kimi həyat mövcud olmazdı. Hidrogen bağları suyun bir çox kritik, həyatı təmin edən xüsusiyyətlərini təmin edir və həmçinin hüceyrələrin tikinti bloku olan zülalların və DNT strukturlarını sabitləşdirir.

Tərkibində hidrogen olan qütb kovalent bağlar yarandıqda, bu bağdakı hidrogen bir qədər müsbət yükə malikdir, çünki hidrogenin elektronu digər elementə doğru daha güclü şəkildə çəkilir və hidrogendən uzaqlaşır. Hidrogen bir qədər müsbət olduğundan, qonşu mənfi yüklərə cəlb olunacaq. Bu baş verdikdə, hidrogen arasında zəif qarşılıqlı əlaqə yaranır δ + bir molekuldan və digər molekuldan’s δ– daha çox elektronmənfi atomlarda, adətən oksigen və ya azotda və ya eyni molekulda yük. Alimlər bu qarşılıqlı əlaqəni hidrogen bağı adlandırırlar. Bu tip bağlar ümumidir və su molekulları arasında müntəzəm olaraq baş verir. Fərdi hidrogen bağları zəifdir və asanlıqla qırılır, lakin onlar suda və üzvi polimerlərdə çoxlu sayda baş verir və birləşmədə böyük bir qüvvə yaradır. Hidrogen bağları DNT ikiqat sarmalını bir-birinə sıxışdırmaqdan da məsuldur.

Hidrogen bağları kimi, van der Waals qarşılıqlı təsirləri də molekullar arasında zəif cazibə və ya qarşılıqlı təsirlərdir. Van der Waals cazibələri hər hansı iki və ya daha çox molekul arasında baş verə bilər və atom ətrafında həmişə simmetrik olmayan elektron sıxlığının cüzi dalğalanmasından asılıdır. Bu cazibələrin baş verməsi üçün molekulların bir-birinə çox yaxın olması lazımdır. Bu bağlar - ion, kovalent və hidrogen bağları ilə birlikdə - hüceyrələrimizdəki zülalların düzgün işləməsi üçün zəruri olan üçölçülü quruluşa kömək edir.

Əczaçılıq kimyaçısı
Əczaçılıq kimyaçıları yeni dərmanların işlənib hazırlanmasına və həm köhnə, həm də yeni dərmanların təsir rejimini müəyyən etməyə çalışmaqdan məsuldurlar. Onlar dərmanın hazırlanması prosesinin hər bir mərhələsində iştirak edirlər. Dərmanları təbii mühitdə tapa bilərik və ya laboratoriyada sintez edə bilərik. Bir çox hallarda kimyaçılar təbiətdən potensial dərmanları daha təhlükəsiz və təsirli etmək üçün laboratoriyada kimyəvi üsulla kimyəvi yolla dəyişdirirlər, bəzən isə dərmanların sintetik variantları təbiətdə tapdığımız variantı əvəz edir.

Dərmanın ilkin kəşfindən və ya sintezindən sonra kimyaçı dərmanı hazırlayır, bəlkə də kimyəvi cəhətdən dəyişdirir, zəhərli olub-olmadığını yoxlamaq üçün sınaqdan keçirir və daha sonra effektiv geniş miqyaslı istehsal üçün üsullar hazırlayır. Daha sonra dərmanın insan istifadəsi üçün təsdiqlənməsi prosesi başlayır. ABŞ-da, Qida və Dərman İdarəsi (FDA) dərmanların təsdiqlənməsi ilə məşğul olur. Bu, dərmanın zərərli olmadığını və nəzərdə tutulduğu vəziyyəti effektiv şəkildə müalicə etdiyini təmin etmək üçün insan subyektlərindən istifadə edərək bir sıra genişmiqyaslı təcrübələri əhatə edir. Bu proses tez-tez bir neçə il çəkir və sınaqları başa çatdırmaq və təsdiq almaq üçün kimyaçılardan başqa, həkimlərin və alimlərin də iştirakını tələb edir.

Əvvəlcə canlı orqanizmdə kəşf edilən dərmana misal olaraq döş xərçənginin müalicəsində istifadə edilən xərçəng əleyhinə dərman olan Paklitakseli (Taxol) göstərmək olar. Bu dərman Sakit okean yew ağacının qabığında aşkar edilib. Başqa bir misal, əvvəlcə söyüd ağacının qabığından təcrid olunmuş aspirindir. Dərman tapmaq çox vaxt bitkilərin, göbələklərin və digər həyat formalarının yüzlərlə nümunəsinin onların bioloji aktiv birləşmələrin olub olmadığını yoxlamaq deməkdir. Bəzən ənənəvi tibb aktiv birləşmənin harada tapılacağına dair müasir tibb ipuçlarını verə bilər. Məsələn, bəşəriyyət qədim Misirdən bəri minlərlə ildir söyüd qabığından dərman hazırlamaq üçün istifadə edib. Ancaq 1800-cü illərin sonlarına qədər elm adamları və əczaçılıq şirkətləri aspirin molekulunu, asetilsalisil turşusunu insanlar üçün təmizləyib bazara çıxardılar.

Bəzən bir istifadə üçün hazırlanmış dərmanlar başqa, əlaqəsi olmayan üsullarla istifadəyə imkan verən gözlənilməz təsirlərə malikdir. Məsələn, elm adamları əvvəlcə yüksək təzyiqi müalicə etmək üçün minoksidil (Rogaine) dərmanı hazırladılar. İnsanlar üzərində sınaqdan keçirildikdə, tədqiqatçılar dərman qəbul edən fərdlərin yeni tüklər çıxaracağını qeyd etdilər. Nəhayət, əczaçılıq şirkəti itirilmiş saçları bərpa etmək üçün dərmanı keçəlliyi olan kişilərə və qadınlara satdı.

Əczaçılıq kimyaçısının karyerası insanları daha sağlam etmək məqsədi ilə detektiv işi, təcrübələri və dərmanların hazırlanmasını əhatə edə bilər.

Bölmənin xülasəsi

Materiya məkanı tutan və kütləsi olan hər şeydir. Elementlərdən ibarətdir.Təbiətdə meydana çıxan 98 elementin hamısı molekullar yaratmaq üçün müxtəlif yollarla birləşməyə imkan verən unikal keyfiyyətlərə malikdir, bu da öz növbəsində hüceyrələr, toxumalar, orqan sistemləri və orqanizmlər yaratmaq üçün birləşir. Protonlar, neytronlar və elektronlardan ibarət olan atomlar, elementin bütün xüsusiyyətlərini saxlayan ən kiçik elementlərdir. Elektronlar ion, kovalent və hidrogen bağları, eləcə də van der Waals qarşılıqlı təsirləri daxil olmaqla bağlar yaratmaq üçün atomlar arasında yük fərqlərini ötürə, paylaşa və ya səbəb ola bilər.

İncəsənət Əlaqələri

(Şəkil) Karbon-12 və karbon-13 müvafiq olaraq neçə neytrona malikdir?

(Şəkil) Karbon-12-nin altı neytronu var. Karbon-13-də yeddi neytron var.

(Şəkil) Ən sabit elektron konfiqurasiyası olan tam valentlik qabığına nail olmaq üçün atom başqa bir atomla elektron verə, qəbul edə və ya paylaşa bilər. Bu rəqəmə baxsaq, sabit elektron konfiqurasiyasına nail olmaq üçün 1-ci qrupdakı elementlər neçə elektron itirməlidir? 14 və 17-ci qruplardakı elementlər sabit konfiqurasiya əldə etmək üçün neçə elektron qazanmalıdırlar?

(Şəkil) 1-ci qrupdakı elementlər sabit elektron konfiqurasiyasına nail olmaq üçün bir elektron itirməlidirlər. 14 və 17-ci qruplardakı elementlər sabit konfiqurasiya əldə etmək üçün müvafiq olaraq dörd və bir elektron qazanmalıdırlar.

Pulsuz Cavab

İon bağları kovalent bağlardan nə ilə fərqlənir?

İonlar arasında ion bağları yaranır. Elektronlar atomlar arasında bölüşdürülmür, əksinə bir ionla digərindən daha çox əlaqələndirilir. İon bağları güclü bağlardır, lakin kovalent bağlardan daha zəifdir, yəni kovalentlə müqayisədə ion bağını qırmaq üçün daha az enerji tələb olunur.

Hüceyrələr üçün hidrogen bağları və van der Waals qarşılıqlı əlaqəsi niyə lazımdır?

Hidrogen bağları və van der Waals qarşılıqlı təsirləri müxtəlif molekullar arasında və ya eyni molekulun müxtəlif bölgələrində zəif birləşmələr yaradır. Hüceyrələrdə zülallar və DNT üçün lazım olan quruluşu və formanı təmin edirlər ki, onlar düzgün fəaliyyət göstərsinlər.

Lüğət


2.1: Molekulların Tikinti Blokları - Biologiya

Bu bölmədə biz həyat molekullarının və hüceyrələrin tikinti bloklarını araşdıracağıq. Biz struktur və funksiya arasındakı əlaqəni vurğulayarkən makromolekullar, hüceyrələr və membranlar mövzularını araşdıracağıq. Biz AP Biologiya kurikulumundan aşağıdakı əsas bilikləri həll etməyə çalışacağıq:

  • Orqanizmlər böyümək, çoxalmaq və təşkili saxlamaq üçün ətraf mühitlə maddə mübadiləsi aparmalıdırlar (2.A.3)
  • Bioloji molekulların alt komponentləri və onların ardıcıllığı həmin molekulun xassələrini müəyyən edir (4.A.1)
  • Molekulyar vahidlərin dəyişməsi hüceyrələrə daha geniş funksiyaları təmin edir (4.C.1)
  • Eukaryotik hüceyrələr hüceyrəni xüsusi bölgələrə bölən daxili membranları saxlayır (2.B.3)
  • Hüceyrəaltı komponentlərin quruluşu və funksiyası və onların qarşılıqlı əlaqəsi əsas hüceyrə proseslərini təmin edir (4.A.2)
  • Hüceyrə membranları strukturlarına görə seçici keçiricidir (2.B.1)
  • Böyümə və dinamik homeostaz molekulların membranlar arasında daimi hərəkəti ilə təmin edilir (2.B.2)
  • Siqnal ötürmə yolları siqnal qəbulunu hüceyrə cavabı ilə əlaqələndirir (3.D.3)
  • Siqnal ötürmə yollarında dəyişikliklər hüceyrə reaksiyasını dəyişə bilər (3.D.4)

Fəsil 2 – Həyatın Kimyəvi Konteksti

Oxumalar və Videolar:

Öyrənmə Fəaliyyətləri:

Fəsil 3 – Karbon və Həyatın Molekulyar Müxtəlifliyi

Oxumalar və Videolar:

Öyrənmə Fəaliyyətləri:

  • Biokimya əsasları POGIL
  • Nümunə uyğunluğu I hissə
  • Bioloji Molekullar POGIL
  • Zülal strukturu POGIL
  • Fəsil 3 Tədqiqat Bələdçisi

Fəsil 4 – Hüceyrəyə səyahət

Oxumalar və Videolar:

    • Fəsil 4 – Hüceyrəyə səyahət
    • Canlı Hüceyrənin Simulyasiyası – Scientific American Yanvar 2014 & Cavab
    • BioFlix – Heyvan Hüceyrəsinə Tur
    • BioFlix – Bitki Hüceyrəsinə Tur

    Fəsil 5 – Membranlar və Nəqliyyat

    Oxu və Videolar:

    Öyrənmə Fəaliyyətləri:

      • Membran strukturu POGIL
      • Membran funksiyası POGIL
      • Su Potensial Təcrübə Problemləri
      • Diffuziya və Osmos Laboratoriyasının Tədqiqi

      The Vahid imtahanı Təxminən 30 +/- çox seçimli sualdan, 3 grid-in sualından, 1 uzun cavablı FRQ və 3 qısa cavablı FRQ-dan ibarət olacaq.


      Videoya baxın: Biologiya DNK RNK haqida asosiy tushunchalar Fotima ustoz (Sentyabr 2022).


Şərhlər:

  1. Avernus

    Birmənalı olaraq, ideal cavab

  2. Zavier

    Mənə müdaxilə etdiyim üçün bəhanə ... Bu vəziyyət tanışdır. Gəlin müzakirə edək. Burada və ya axşam yazın.

  3. Freca

    Əla fikirdir. Sizi dəstəkləməyə hazırdır.

  4. Nodens

    şükür etmək



Mesaj yazmaq