Untuk waktu yang lama, para ilmuwan mencoba mengembangkan teori terpadu yang akan menjelaskan struktur molekul, menggambarkan sifat mereka dalam kaitannya dengan zat lain. Untuk melakukan ini, mereka harus menjelaskan sifat dan struktur atom, memperkenalkan konsep "valensi", "kerapatan elektron" dan banyak lagi lainnya.
Latar belakang lahirnya teori
Struktur kimia zat pertama kali menarik perhatian Amadeus Avogadro dari Italia. Dia mulai mempelajari berat molekul berbagai gas dan, berdasarkan pengamatannya, mengajukan hipotesis tentang strukturnya. Tapi dia bukan yang pertama melaporkannya, tapi menunggu sampai rekan-rekannya menerima hasil yang sama. Setelah itu, cara mendapatkan berat molekul gas dikenal dengan Hukum Avogadro.
Teori baru ini mendorong ilmuwan lain untuk mempelajarinya. Diantaranya adalah Lomonosov, D alton, Lavoisier, Proust, Mendeleev dan Butlerov.
Teori Butlerov
Kata-kata "teori struktur kimia" pertama kali muncul dalam laporan tentang struktur zat, yang disajikan Butlerov di Jerman pada tahun 1861. Itu dimasukkan tanpa perubahan dalam publikasi berikutnya dantertanam dalam sejarah sejarah ilmu pengetahuan. Ini adalah cikal bakal beberapa teori baru. Dalam dokumennya, ilmuwan menguraikan pandangannya sendiri tentang struktur kimia zat. Ini dia beberapa tesisnya:
- atom dalam molekul terhubung satu sama lain berdasarkan jumlah elektron di orbital terluarnya;
- perubahan urutan ikatan atom menyebabkan perubahan sifat molekul dan penampilan zat baru;
- sifat kimia dan fisik zat tidak hanya bergantung pada atom mana yang termasuk dalam komposisinya, tetapi juga pada urutan hubungannya satu sama lain, serta pengaruh timbal balik;- untuk menentukan komposisi molekul dan atom suatu zat, perlu menggambar rantai transformasi yang berurutan.
Struktur geometrik molekul
Struktur kimia atom dan molekul dilengkapi tiga tahun kemudian oleh Butlerov sendiri. Dia memperkenalkan fenomena isomerisme ke dalam sains, dengan mendalilkan bahwa, meskipun memiliki komposisi kualitatif yang sama, tetapi struktur yang berbeda, zat akan berbeda satu sama lain dalam sejumlah indikator.
Sepuluh tahun kemudian, doktrin struktur tiga dimensi molekul muncul. Semuanya dimulai dengan publikasi oleh van't Hoff tentang teorinya tentang sistem valensi kuartener dalam atom karbon. Ilmuwan modern membedakan antara dua bidang stereokimia: struktural dan spasial.
Pada gilirannya, bagian struktural juga dibagi menjadi isomerisme kerangka dan posisi. Ini penting untuk diperhitungkan ketika mempelajari zat organik, ketika komposisi kualitatifnya statis, dan hanyajumlah atom hidrogen dan karbon serta urutan senyawanya dalam molekul.
Isomerisme spasial diperlukan ketika ada senyawa yang atom-atomnya tersusun dalam urutan yang sama, tetapi dalam ruang molekulnya terletak berbeda. Alokasikan isomerisme optik (ketika stereoisomer saling mencerminkan), diasteriomerisme, isomerisme geometrik, dan lainnya.
Atom dalam molekul
Struktur kimia klasik suatu molekul menyiratkan adanya atom di dalamnya. Secara hipotesis, jelas bahwa atom itu sendiri dalam suatu molekul dapat berubah, dan sifat-sifatnya juga dapat berubah. Itu tergantung pada atom lain yang mengelilinginya, jarak antara mereka dan ikatan yang memberikan kekuatan molekul.
Ilmuwan modern, yang ingin menyelaraskan teori relativitas umum dan teori kuantum, menerima sebagai posisi awal fakta bahwa ketika sebuah molekul terbentuk, sebuah atom hanya meninggalkan inti dan elektron untuk itu, dan dirinya sendiri tidak ada lagi. Tentu saja, formulasi ini tidak segera tercapai. Beberapa upaya telah dilakukan untuk mempertahankan atom sebagai unit molekul, tetapi semuanya gagal memuaskan pikiran yang cerdas.
Struktur, komposisi kimia sel
Konsep "komposisi" berarti penyatuan semua zat yang terlibat dalam pembentukan dan kehidupan sel. Daftar ini mencakup hampir seluruh tabel unsur periodik:
- delapan puluh enam elemen selalu ada;
- dua puluh lima di antaranya deterministik untuk normallife;- sekitar dua puluh lagi mutlak diperlukan.
Lima pemenang teratas dibuka oleh oksigen, yang kandungannya di dalam sel mencapai tujuh puluh lima persen di setiap sel. Ini terbentuk selama dekomposisi air, diperlukan untuk reaksi respirasi seluler dan menyediakan energi untuk interaksi kimia lainnya. Berikutnya yang penting adalah karbon. Ini adalah dasar dari semua zat organik, dan juga merupakan substrat untuk fotosintesis. Perunggu mendapat hidrogen - elemen paling umum di alam semesta. Itu juga termasuk dalam senyawa organik pada tingkat yang sama dengan karbon. Ini adalah konstituen penting dari air. Tempat keempat yang terhormat ditempati oleh nitrogen, yang diperlukan untuk pembentukan asam amino dan, sebagai hasilnya, protein, enzim, dan bahkan vitamin.
Struktur kimia sel juga mencakup unsur-unsur yang kurang populer seperti kalsium, fosfor, kalium, belerang, klorin, natrium, dan magnesium. Bersama-sama mereka menempati sekitar satu persen dari jumlah total materi di dalam sel. Unsur mikro dan ultramikro juga diisolasi, yang ditemukan dalam organisme hidup dalam jumlah sedikit.
