On teada kümneid miljoneid keemilisi ühendeid, millest igaüks põhineb suhteliselt väikesel arvul osakesi. Uurime välja, kuidas muutusid vaated ainete struktuurile ja koostisele.
Teadmine, et "millest tehakse"
Valuplokid, ehted, kullast, hõbedast, vulkaanilistest allikatest pärit väävlitükid, metallist raud ja vask on tuntud aastatuhandeid. Muinasteadlased üritasid struktuuri selgitada. Democritus lõi atomistika, Aristoteles sai tänapäevase teaduse "asutajaks". Teadlased arendasid mõtteid materia prima kohta viie põhielemendi või elemendi kujul: õhk, vesi, maa, tuli ja eeter.
Iidset ainet või ainet esitleti kui “millest midagi tehakse”. Oli ideid väga väikeste osakeste - aatomite - olemasolu kohta. See kreeka keelest tõlgitud tähendab "jagamatu".
Ained - väga väikeste komponentide klastrid
Osakeste uurimine on peaaegu detektiivilugu. Silmapaistev vene teadlane M. Lomonosov kasutas sageli sõnu “korpus”, “aatom” ja “molekul”. Kõik oli väga segane: aatomid on jagatavad või mitte, millest see koosneb?
Rahvusvahelise keemikute kongressi 1860. aasta otsuse kohaselt on aatom väikseim osake, mis on osa lihtsast või keerulisest ainest. Molekul on kahe või enama aatomi tuumade ja elektronide süsteem. Palja silmaga nähtamatud osakesed muutuvad nähtavaks ainult elektronmikroskoobi tugeva suurendusega.
Aatomid, isotoobid
Aatomid koosnevad tuumadest ja elektronidest.Esimesed on positiivselt laetud. Negatiivselt laetud elektronid liiguvad suure kiirusega. Tuumad sisaldavad elementaarseid osakesi: prootonid (positiivsed), neutronid (negatiivsed).
Kui prootonite arv on sama ja neutronite arv on erinev, siis on sama elemendi aatomitel erinevad massid ja omadused. Nad on isotoobid. Vesinik, mille tuumas on üks prooton - protium - on universumis kõige tavalisem. Deuteerium on massiivsem isotoop, mille tuumas on üks prooton ja üks neutron. Legendi "elava" ja "surnud" vee kohta tekkis tõenäoliselt deuteeriumit sisaldava raske vee toksilisuse tõttu.
Erinevate anorgaaniliste ainete, mineraalide, kivimite, orgaaniliste ühendite arvukus on tingitud:
- ühe aine osakeste identsus;
- erinevate struktuuriüksuste (aatomid, molekulid, ioonid) olemasolu;
- aatomitüüpide (keemiliste elementide) laengu, massi ja suuruse erinevused;
- aatomite ja molekulide võime kaotada või omandada elektrone, muutudes ioonlaenguga osakesteks;
- tohutu hulk elektroonilisi konfiguratsioone, kristallstruktuure;
- osakeste energia oleku erinevused.
Huvitav fakt: Na, K, Ca, Cl aatomid on kehasse sattudes eluohtlikud, Na +, K +, Ca2 +, kloonid on kehale ohutud ja elutähtsad.
Ainete struktuuri omadused
Ained võivad olla molekulaarsed ja ioonsed. Gaasiline vesinik, hapnik, süsinikdioksiid, lämmastik, kloor, ammoniaak koosnevad väikestest, väikese massiga molekulidest.Neil on suhteliselt madal sulamis- ja keemistemperatuur.
Soolad on peamiselt ioonilised ained. Inertsgaasid, teemant, grafiit koosnevad ainult aatomitest. Metallide struktuuri eripära on aatomite, ioonide ja "elektrongaasi" olemasolu. Keemias, ravimite ja muude toodete tootmisel kasutatakse mitmesuguseid keemiliselt puhtaid ja ülipuhtaid aineid.
Huvitav fakt: ainete tundmine pakub tavainimesele praktilist huvi. Narkootikumide ostmisel saate kokku hoida. Originaalravimite hind sisaldab turunduskulusid (kuni 90% ravimite maksumusest). Geneerilised ravimid on originaalravimite odavad analoogid. Need sisaldavad samu toimeaineid ja erinevused on kliiniliste uuringute tootmises, koostisosades ja mahus.
Üksikud ained ja segud
Destilleeritud vesi on H2O molekulid ilma lisanditeta. Sellist vedelikku ei kasutata joomiseks ja keetmiseks. Koos veega peavad inimkehasse jõudma lahustuvate ainete (elektrolüütide) koostises olevad ioonid. Looduslik, mineraal, kraanivesi sisaldab lisaks veemolekulidele ka metalli ioone, sooli. Paljud neist on tervise jaoks olulised.
Toodetes esinevaid makro- ja mikroelementide ioone nimetatakse ekslikult mineraalideks. Viimased on tahked looduslikud kehad, näiteks kvarts, tulekivi, topaas. Parem on kasutada nimetusi "anorgaanilised toitained", "mineraalsed lisandid".
Huvitav fakt: kui toidus puudub keemiline element iooni või molekulide kujul, ei tunne inimene küllastumist.On alateadlik soov korvata olemasolev defitsiit muude toidukomponentide tõttu, mis sageli põhjustab ainevahetushäireid, rasvumist.
Meie ümber domineerivad segud, mis sisaldavad kahte või enamat lihtsat või keerulist ainet. Atmosfääriõhk on gaaside segu. Tööstuspiirkondade ja linnade elanikud hingavad lisaks gaasilisele hapnikule, lämmastikule ja süsinikdioksiidile igat tüüpi kütuse, plii mikroosakeste, elavhõbeda ja muude raskemetallide põlemisprodukte. Sellise “kokteili” toksiline toime on palju ohtlikum kui üksikute komponentide kahjustus.
Ained elusorganismide ümber ja sees on mitmekesised, koosnedes aatomitest, molekulidest, ioonidest. Osakeste liike on vähe, kuid need loovad suure hulga lihtsaid ja keerulisi ühendeid. On vaja vähemalt üldiselt ette kujutada, millest koosneb vesi, õhk, ravimid ja toidutooted. Sellised teadmised annavad elus eeliseid, aitavad paremini liikuda ümbritsevas maailmas, tagada meie turvalisus ja ellujäämine.