Durante mucho tiempo, los científicos intentaron desarrollar una teoría unificada que explicara la estructura de las moléculas y describiera sus propiedades en relación con otras sustancias. Para ello, tuvieron que describir la naturaleza y estructura del átomo, introducir los conceptos de "valencia", "densidad electrónica" y muchos otros.
El trasfondo de la creación de la teoría
La estructura química de las sustancias interesó primero al italiano Amadeus Avogadro. Comenzó a estudiar el peso de las moléculas de varios gases y, en base a sus observaciones, planteó una hipótesis sobre su estructura. Pero no fue el primero en informar al respecto, sino que esperó a que sus colegas obtuvieran resultados similares. Después de eso, la forma de obtener el peso molecular de los gases se conoció como la Ley de Avogadro.
La nueva teoría incitó a otros científicos a estudiar. Entre ellos estaban Lomonosov, D alton, Lavoisier, Proust, Mendeleev y Butlerov.
Teoría de Butlerov
La expresión "teoría de la estructura química" apareció por primera vez en un informe sobre la estructura de las sustancias, que Butlerov presentó en Alemania en 1861. Se incluyó sin cambios en publicaciones posteriores yarraigado en los anales de la historia de la ciencia. Este fue el precursor de varias teorías nuevas. En su documento, el científico esbozó su propio punto de vista sobre la estructura química de las sustancias. Estas son algunas de sus tesis:
- los átomos en las moléculas están conectados entre sí según el número de electrones en sus orbitales externos;
- un cambio en la secuencia de conexión de los átomos conduce a un cambio en las propiedades de la molécula y la aparición de una nueva sustancia;
- las propiedades químicas y físicas de las sustancias dependen no solo de qué átomos están incluidos en su composición, sino también del orden de su conexión entre sí, así como de la influencia mutua;- para determinar la composición molecular y atómica de una sustancia es necesario trazar una cadena de transformaciones sucesivas.
Estructura geométrica de las moléculas
La estructura química de los átomos y las moléculas fue complementada tres años más tarde por el propio Butlerov. Introduce el fenómeno de la isomería en la ciencia, postulando que, incluso teniendo la misma composición cualitativa, pero diferente estructura, las sustancias diferirán entre sí en una serie de indicadores.
Diez años después, aparece la doctrina de la estructura tridimensional de las moléculas. Todo comienza con la publicación por van't Hoff de su teoría del sistema cuaternario de valencias en el átomo de carbono. Los científicos modernos distinguen entre dos áreas de la estereoquímica: estructural y espacial.
A su vez, la parte estructural también se divide en isomería del esqueleto y posición. Es importante tener esto en cuenta al estudiar sustancias orgánicas, cuando su composición cualitativa es estática, y soloel número de átomos de hidrógeno y de carbono y la secuencia de sus compuestos en la molécula.
La isomería espacial es necesaria cuando hay compuestos cuyos átomos están dispuestos en el mismo orden, pero en el espacio la molécula está situada de manera diferente. Asignar isomería óptica (cuando los estereoisómeros se reflejan entre sí), diastereomerismo, isomería geométrica y otros.
Átomos en moléculas
La estructura química clásica de una molécula implica la presencia de un átomo en ella. Hipotéticamente, está claro que el átomo mismo en una molécula puede cambiar, y sus propiedades también pueden cambiar. Depende de qué otros átomos lo rodean, la distancia entre ellos y los enlaces que proporcionan la fuerza de la molécula.
Los científicos modernos, que desean reconciliar la teoría general de la relatividad y la teoría cuántica, aceptan como posición inicial el hecho de que cuando se forma una molécula, un átomo deja solo un núcleo y electrones para ella, y él mismo deja de existir. Por supuesto, esta formulación no se alcanzó de inmediato. Se han hecho varios intentos para preservar el átomo como una unidad de la molécula, pero todos han fracasado en satisfacer las mentes más exigentes.
Estructura, composición química de la célula
El concepto de "composición" significa la unión de todas las sustancias que intervienen en la formación y vida de la célula. Esta lista incluye casi toda la tabla de elementos periódicos:
- ochenta y seis elementos están siempre presentes;
- veinticinco de ellos son deterministas para normallife;- unas veinte más son absolutamente necesarias.
Los cinco primeros ganadores se abren con oxígeno, cuyo contenido en la celda alcanza el setenta y cinco por ciento en cada celda. Se forma durante la descomposición del agua, es necesario para las reacciones de respiración celular y proporciona energía para otras interacciones químicas. Le sigue en importancia el carbono. Es la base de todas las sustancias orgánicas, y también es un sustrato para la fotosíntesis. El bronce obtiene hidrógeno, el elemento más común en el universo. También se incluye en los compuestos orgánicos al mismo nivel que el carbono. Es un constituyente importante del agua. Un honorable cuarto lugar lo ocupa el nitrógeno, que es necesario para la formación de aminoácidos y, en consecuencia, proteínas, enzimas e incluso vitaminas.
La estructura química de la célula también incluye elementos menos populares como calcio, fósforo, potasio, azufre, cloro, sodio y magnesio. Juntos ocupan alrededor del uno por ciento de la cantidad total de materia en la célula. También se aíslan microelementos y ultramicroelementos, que se encuentran en los organismos vivos en cantidades mínimas.
