Durant molt de temps, els científics van intentar desenvolupar una teoria unificada que expliqués l'estructura de les molècules, descrigués les seves propietats en relació amb altres substàncies. Per fer-ho, havien de descriure la naturalesa i l'estructura de l'àtom, introduir els conceptes de "valència", "densitat d'electrons" i molts altres.
Els antecedents de la creació de la teoria
L'estructura química de les substàncies va interessar primer l'italià Amadeus Avogadro. Va començar a estudiar el pes de les molècules de diversos gasos i, a partir de les seves observacions, va plantejar una hipòtesi sobre la seva estructura. Però no va ser el primer a informar-ne, sinó que va esperar fins que els seus companys van rebre resultats similars. Després d'això, la manera d'obtenir el pes molecular dels gasos es va conèixer com la Llei d'Avogadro.
La nova teoria va impulsar altres científics a estudiar. Entre ells hi havia Lomonosov, D alton, Lavoisier, Proust, Mendeleiev i Butlerov.
Teoria de Butlerov
La paraula "teoria de l'estructura química" va aparèixer per primera vegada en un informe sobre l'estructura de les substàncies, que Butlerov va presentar a Alemanya el 1861. Es va incloure sense canvis en publicacions posteriors iarrelat en els anals de la història de la ciència. Aquest va ser el precursor de diverses teories noves. En el seu document, el científic exposava la seva pròpia visió sobre l'estructura química de les substàncies. Aquestes són algunes de les seves tesis:
- els àtoms de les molècules estan connectats entre si en funció del nombre d'electrons en els seus orbitals exteriors;
- un canvi en la seqüència de connexió dels àtoms provoca un canvi en les propietats de la molècula i l'aparició d'una nova substància;
- les propietats químiques i físiques de les substàncies depenen no només dels àtoms inclosos en la seva composició, sinó també de l'ordre de la seva connexió entre ells, així com de la influència mútua.;- per determinar la composició molecular i atòmica d'una substància, cal dibuixar una cadena de transformacions successives.
Estructura geomètrica de les molècules
L'estructura química dels àtoms i les molècules va ser complementada tres anys més tard pel mateix Butlerov. Introdueix el fenomen de la isomeria a la ciència, postulant que, fins i tot tenint la mateixa composició qualitativa, però una estructura diferent, les substàncies diferiran entre si en una sèrie d'indicadors.
Deu anys més tard, apareix la doctrina de l'estructura tridimensional de les molècules. Tot comença amb la publicació per part de Van't Hoff de la seva teoria del sistema quaternari de valències en l'àtom de carboni. Els científics moderns distingeixen entre dues àrees de l'estereoquímica: estructural i espacial.
Al seu torn, la part estructural també es divideix en isomeria de l'esquelet i posició. Això és important tenir-ho en compte a l'hora d'estudiar substàncies orgàniques, quan la seva composició qualitativa és estàtica, i nomésel nombre d'àtoms d'hidrogen i de carboni i la seqüència dels seus compostos a la molècula.
La isomeria espacial és necessària quan hi ha compostos els àtoms dels quals estan disposats en el mateix ordre, però a l'espai la molècula està situada de manera diferent. Assigna la isomeria òptica (quan els estereoisòmers es reflecteixen entre si), la diasteriomerisme, la isomeria geomètrica i altres.
Àtoms en molècules
L'estructura química clàssica d'una molècula implica la presència d'un àtom en ella. Hipotèticament, és evident que el propi àtom d'una molècula pot canviar, i les seves propietats també poden canviar. Depèn dels altres àtoms que l'envolten, de la distància entre ells i dels enllaços que proporcionen la força de la molècula.
Els científics moderns, que volen conciliar la teoria general de la relativitat i la teoria quàntica, accepten com a posició inicial el fet que quan es forma una molècula, un àtom només li deixa un nucli i electrons, i ell mateix deixa d'existir.. Per descomptat, aquesta formulació no es va arribar immediatament. S'han fet diversos intents per preservar l'àtom com a unitat de la molècula, però tots no han aconseguit satisfer les ments més exigents.
Estructura, composició química de la cèl·lula
El concepte de "composició" significa la unió de totes les substàncies que intervenen en la formació i la vida de la cèl·lula. Aquesta llista inclou gairebé tota la taula d'elements periòdics:
- vuitanta-sis elements sempre estan presents;
- vint-i-cinc d'ells són deterministes per a normalvida;- uns vint més són absolutament necessaris.
Els cinc primers guanyadors s'obren amb oxigen, el contingut del qual a la cel·la arriba al setanta-cinc per cent a cada cel·la. Es forma durant la descomposició de l'aigua, és necessari per a les reaccions de respiració cel·lular i proporciona energia per a altres interaccions químiques. El següent en importància és el carboni. És la base de totes les substàncies orgàniques, i també és un substrat per a la fotosíntesi. El bronze obté hidrogen, l'element més comú de l'univers. També s'inclou en els compostos orgànics al mateix nivell que el carboni. És un component important de l'aigua. Un quart honorable lloc l'ocupa el nitrogen, necessari per a la formació d'aminoàcids i, com a resultat, proteïnes, enzims i fins i tot vitamines.
L'estructura química de la cèl·lula també inclou elements menys populars com ara calci, fòsfor, potassi, sofre, clor, sodi i magnesi. En conjunt ocupen aproximadament un un per cent de la quantitat total de matèria de la cèl·lula. També s'aïllen microelements i ultramicroelements, que es troben en els organismes vius en petites quantitats.
