A tudósok évezredek óta elgondolkodnak az élet rejtélyében - nevezetesen, mi történik ennek megteremtésében? A legtöbb ősi kultúra szerint az élet és az összes létezés a természet alapelemeiből állt, azaz a földből, levegőből, szélből, vízből és tűzből. Idővel azonban sok filozófus kifejtette azt a gondolatot, hogy minden dolog apró, oszthatatlan dolgokból áll, amelyeket nem lehet létrehozni vagy megsemmisíteni (azaz részecskék).
Ez azonban nagyrészt filozófiai elképzelés volt, és csak az atomelmélet és a modern kémia megjelenésével kezdték a tudósok posztulálni, hogy a részecskék kombinációban véve mindegyik alapvetõ építőelemeit képezik. A molekulákat, nevezték nekik, a latin „anyajegyekből” (vagyis „tömeg” vagy „gát”) vették. A modern részecskeelmélet összefüggésében használt kifejezés kis tömeg egységekre utal.
Meghatározás:
Klasszikus meghatározása szerint a molekula az anyag legkisebb részecske, amely megtartja az anyag kémiai és fizikai tulajdonságait. Két vagy több atomból állnak, hasonló vagy eltérő atomok csoportjából, amelyeket kémiai erők tartanak össze.
Egy kémiai elem atomjaiból állhat, mint az oxigén (O2), vagy különféle elemekből, mint a vízhez (H2O). Az anyag alkotóelemeiként a molekulák gyakoriak a szerves anyagokban (és ezért a biokémiában), és ezek lehetővé teszik az életét biztosító elemeket, mint például a folyékony víz és a lélegző légkör.
A kötvények típusai:
A molekulákat kétféle kötés - a kovalens kötések vagy az ionos kötések - egyikével tartja össze. A kovalens kötés kémiai kötés, amely magában foglalja az elektronpárok atomok közötti megosztását. És az általuk képződött kötést, amely az atomok közötti vonzó és visszatükröző erők stabil egyensúlyának eredménye, kovalens kötésnek nevezzük.
Az ionkötés ezzel szemben egy olyan kémiai kötés, amely magában foglalja az ellentétesen töltött ionok közötti elektrosztatikus vonzódást. Az ilyen típusú kötésben részt vevő ionok atomok, amelyek elvesztettek egy vagy több elektronot (kationoknak nevezték el), és azok az ionok, amelyek elvesztették egy vagy több elektronot (úgynevezett anionok). A kovalenciával ellentétben ezt az átadást elektro-egyensúlynak nevezik.
A legegyszerűbb formában a fématom (mint kation) és a nemfémes atom (az anion) között a covelant kötések zajlanak, és olyan vegyületekhez vezetnek, mint a nátrium-klorid (NaCl) vagy a vas-oxid (Fe²O 3) - más néven. só és rozsda. Bonyolultabb elrendezéseket is lehet tenni, például ammónium (NH4+) vagy szénhidrogének, például metán (CH4) és etán (H3CCH3).
A tanulmány története
Történetileg a molekuláris elmélet és az atomelmélet összefonódtak. Az anyag első rögzített említése a „diszkrét egységekből” az ókori Indiában kezdődött, ahol a dzsainizmus gyakorlói felfogták azt a gondolatot, hogy minden dolog apró, oszthatatlan elemekből áll, amelyek összekapcsolódnak és összetettebb tárgyakat képeznek.
Az ókori Görögországban a Leucippus és a Democritus filozófusok az „atomos” kifejezést alkották meg, amikor az anyag „legkisebb oszthatatlan részeire” utalnak, amelyekből az Atom modern kifejezést származtatjuk.
Aztán 1661-ben a természettudós Robert Boyle a kémiáról szóló értekezésben érvelt -A szkeptikus csimista„- az anyag a test, a föld, a levegő, a szél, a víz és a tűz különféle kombinációiból állt. Azonban. ezek a megfigyelések a filozófia területére korlátozódtak.
Csak a 18. század végén és a 19. század elején kezdte Antoine Lavoisier tömegmegőrzési törvénye és Dalton többszörös arányú törvénye atomokat és molekulákat hozni a kemény tudomány területére. Az előbbi azt javasolta, hogy az elemek olyan alapanyagok legyenek, amelyeket nem lehet tovább bontani, míg az utóbbi azt javasolta, hogy minden elem egyetlen, egyedi típusú atomból álljon, és ezek összekapcsolódjanak, és kémiai vegyületeket képezzenek.
Újabb áldás érkezett 1865-ben, amikor Johann Josef Loschmidt megmérte a levegőt alkotó molekulák méretét, így a molekulák méretarányát érzékelve. A pásztázó alagútmikroszkóp (STM) 1981-es találmánya lehetővé tette az atomok és molekulák első megfigyelését is.
Ma a molekulák koncepcióját továbbfejlesztettük a kvantumfizika, a szerves kémia és a biokémia területén folyó kutatásoknak köszönhetően. És amikor más világokon keresünk életet, elengedhetetlen annak megértése, hogy milyen szerves molekulákra van szükség ahhoz, hogy a vegyi építőelemek kombinációjából kibontakozhassanak.
Sok érdekes cikket írtunk a molekulákról a Space Magazine számára. Így az űrből származó molekulák befolyásolhatják a földi életet, prebiotikus molekulák alakulhatnak ki az exoplanet légkörében, a Naprendszerünkön kívül található szerves molekulák, a csillagközi űrben található „végső” prebiotikus molekulák.
További információkért nézze meg az Encyclopaedia Britannica molekulák oldalát.
A csillagászat teljes epizódját felvettük az űrben levő molekulákról is. Hallgassa meg itt, 116. epizód: Molekulák az űrben.
Forrás:
- Wikipedia - Molekula
- Encyclopaedia Britannica - Molecule
