لآلاف السنين ، فكر العلماء في سر الحياة - أي ماذا يدخل في صنعه؟ وفقًا لمعظم الثقافات القديمة ، كانت الحياة وكل الوجود تتكون من العناصر الأساسية للطبيعة - أي الأرض والهواء والرياح والماء والنار. ومع ذلك ، مع مرور الوقت ، بدأ العديد من الفلاسفة يطرحون فكرة أن كل الأشياء تتكون من أشياء صغيرة غير قابلة للتجزئة لا يمكن إنشاؤها أو تدميرها (أي الجسيمات).
ومع ذلك ، كانت هذه فكرة فلسفية إلى حد كبير ، ولم يكن حتى ظهور النظرية الذرية والكيمياء الحديثة بدأ العلماء في افتراض أن هذه الجسيمات ، عندما تؤخذ مجتمعة ، أنتجت اللبنات الأساسية لجميع الأشياء. أطلقوا عليها اسم الجزيئات المأخوذة من "الشامات" اللاتينية (التي تعني "الكتلة" أو "الحاجز"). ولكن يستخدم في سياق نظرية الجسيمات الحديثة ، ويشير المصطلح إلى وحدات صغيرة من الكتلة.
تعريف:
من خلال تعريفه الكلاسيكي ، الجزيء هو أصغر جسيم للمادة التي تحتفظ بالخصائص الكيميائية والفيزيائية لتلك المادة. وتتكون من ذرتين أو أكثر ، مجموعة من ذرات متشابهة أو مختلفة تجمعها قوى كيميائية معًا.
قد تتكون من ذرات عنصر كيميائي واحد ، كما هو الحال مع الأكسجين (O2) ، أو من عناصر مختلفة ، مثل الماء (H2O). كمكونات للمادة ، الجزيئات شائعة في المواد العضوية (وبالتالي الكيمياء الحيوية) وهي التي تسمح بعناصر تعطي الحياة ، مثل الماء السائل والأجواء القابلة للتنفس.
أنواع السندات:
يتم الاحتفاظ بالجزيئات معًا بواسطة أحد نوعين من الروابط - الروابط التساهمية أو الروابط الأيونية. الرابطة التساهمية هي رابطة كيميائية تنطوي على مشاركة أزواج الإلكترونات بين الذرات. والرابطة التي تشكلها ، والتي هي نتيجة لتوازن مستقر للقوى الجذابة والمنفرة بين الذرات ، تُعرف بالرابطة التساهمية.
على النقيض من ذلك ، فإن الرابطة الأيونية هي نوع من الروابط الكيميائية التي تنطوي على التجاذب الكهروستاتيكي بين أيونات متقابلة. الأيونات المتورطة في هذا النوع من الروابط هي ذرات فقدت إلكترونًا واحدًا أو أكثر (تسمى الكاتيونات) ، وتلك التي اكتسبت إلكترونًا واحدًا أو أكثر (تسمى الأنيونات). على النقيض من التساهمي ، يُسمى هذا النقل بالكهرباء.
في أبسط الأشكال ، تحدث الروابط المتداخلة بين ذرة فلزية (مثل الموجبة) وذرة غير معدنية (الأنيون) ، مما يؤدي إلى مركبات مثل كلوريد الصوديوم (NaCl) أو أكسيد الحديد (Fe²O³) - المعروف أيضًا. الملح والصدأ. ومع ذلك ، يمكن إجراء ترتيبات أكثر تعقيدًا أيضًا ، مثل الأمونيوم (NH4+) أو الهيدروكربونات مثل الميثان (CH4) والإيثان (H³CCH³).
تاريخ الدراسة
تاريخيا ، تتداخل النظرية الجزيئية والنظرية الذرية. بدأ أول ذكر مسجل للمادة التي تتكون من "وحدات سرية" في الهند القديمة حيث تبنى ممارسو اليانية فكرة أن كل الأشياء تتكون من عناصر صغيرة غير قابلة للتجزئة تتحد لتشكل أشياء أكثر تعقيدًا.
في اليونان القديمة ، صاغ الفلاسفة ليوكيبوس وديموقريطس مصطلح "ذرة" عند الإشارة إلى "أصغر أجزاء المادة غير القابلة للتجزئة" ، والتي نستمد منها المصطلح الحديث ذرة.
ثم في عام 1661 ، جادل عالم الطبيعة روبرت بويل في أطروحة عن الكيمياء - بعنوان "الكيميائي المشكك"- تتكون هذه المادة من مجموعات مختلفة من" جسيمات "، بدلا من الأرض والهواء والرياح والماء والنار. ومع ذلك. اقتصرت هذه الملاحظات على مجال الفلسفة.
لم يكن حتى أواخر القرن الثامن عشر وأوائل القرن التاسع عشر عندما أدخل قانون أنطوان لافوازييه للحفاظ على الكتلة وقانون دالتون بنسب متعددة الذرات والجزيئات في مجال العلوم الصلبة. اقترح الأول أن العناصر هي مواد أساسية لا يمكن تقسيمها بشكل أكبر بينما اقترح الأخير أن كل عنصر يتكون من نوع واحد فريد من الذرة ، وأن هذه يمكن أن تتحد معًا لتشكيل مركبات كيميائية.
جاءت نعمة أخرى في عام 1865 عندما قام يوهان جوزيف لوسشميت بقياس حجم الجزيئات التي يتكون منها الهواء ، مما يعطي إحساسًا بالقياس للجزيئات. سمح اختراع مجهر المسح النفقي (STM) في عام 1981 برصد الذرات والجزيئات مباشرة للمرة الأولى أيضًا.
اليوم ، يتم تحسين مفهومنا للجزيئات بشكل أكبر بفضل البحث المستمر في مجالات فيزياء الكم والكيمياء العضوية والكيمياء الحيوية. وعندما يتعلق الأمر بالبحث عن الحياة في عوالم أخرى ، من الضروري فهم ما تحتاجه الجزيئات العضوية للخروج من مزيج اللبنات الكيميائية.
لقد كتبنا العديد من المقالات المثيرة للاهتمام حول الجزيئات لمجلة الفضاء. إليك الجزيئات من الفضاء قد تؤثر على الحياة على الأرض ، وقد تتشكل الجزيئات الحيوية في أجواء الكواكب الخارجية ، الجزيئات العضوية الموجودة خارج نظامنا الشمسي ، الجزيئات الحيوية في نهاية المطاف الموجودة في الفضاء بين النجوم.
لمزيد من المعلومات ، راجع صفحة موسوعة بريتانيكا حول الجزيئات.
لقد سجلنا أيضًا حلقة كاملة من علم الفلك المصبوب حول الجزيئات في الفضاء. استمع هنا ، الحلقة 116: الجزيئات في الفضاء.
مصادر:
- ويكيبيديا - مركب
- موسوعة بريتانيكا - جزيء
