I årtusinder har videnskabsmænd overvejet livets mysterium - nemlig hvad skal der gøres? I henhold til de fleste gamle kulturer bestod livet og al eksistens af de grundlæggende elementer i naturen - dvs. Jorden, Luften, Vinden, vandet og ilden. Men med tiden begyndte mange filosofer at fremlægge forestillingen om, at alle ting var sammensat af små, udelelige ting, som hverken kunne skabes eller ødelægges (dvs. partikler).
Imidlertid var dette en i vid udstrækning filosofisk opfattelse, og det var først før fremkomsten af atomteori og moderne kemi, at forskere begyndte at postulere, at partikler, når de blev taget i kombination, producerede de grundlæggende byggesten til alle ting. Molekyler, kaldte de dem, hentet fra de latinske "mol" (hvilket betyder "masse" eller "barriere"). Men brugt i forbindelse med moderne partikelteori refererer udtrykket til små masseenheder.
Definition:
Ved sin klassiske definition er et molekyle den mindste partikel af et stof, der bevarer stoffets kemiske og fysiske egenskaber. De er sammensat af to eller flere atomer, en gruppe af lignende eller forskellige atomer, der holdes sammen af kemiske kræfter.
Det kan bestå af atomer af et enkelt kemisk element som med ilt (O2) eller af forskellige elementer som med vand (H2O). Som bestanddele af stof er molekyler almindelige i organiske stoffer (og derfor biokemi) og er det, der giver mulighed for livgivende elementer, som flydende vand og åndbar atmosfære.
Typer af obligationer:
Molekyler holdes sammen af en af to typer bindinger - kovalente bindinger eller ioniske bindinger. En kovalent binding er en kemisk binding, der involverer deling af elektronpar mellem atomer. Og bindingen, de danner, hvilket er resultatet af en stabil balance mellem attraktive og frastødende kræfter mellem atomer, er kendt som kovalent binding.
Ionisk binding er derimod en type kemisk binding, der involverer den elektrostatiske tiltrækning mellem modsat ladede ioner. De ioner, der er involveret i denne type binding, er atomer, der har mistet en eller flere elektroner (kaldet kationer), og de, der har fået en eller flere elektroner (kaldet anioner). I modsætning til kovalens kaldes denne overførsel elektrovalance.
I de enkleste former finder covelantbindinger sted mellem et metalatom (som kation) og et ikke-metalt atom (anionen), hvilket fører til forbindelser som natriumchlorid (NaCl) eller jernoxid (Fe²O³) - alias. salt og rust. Imidlertid kan mere komplekse arrangementer også laves, såsom ammonium (NH4+) eller carbonhydrider som methan (CH4) og ethan (H3CCH3).
Studiens historie
Historisk set er molekylær teori og atomteori sammenflettet. Den første registrerede omtale af stof, der var sammensat af "diskrete enheder", begyndte i det gamle Indien, hvor jainismen udøvere talte for forestillingen om, at alle ting var sammensat af små udelelige elementer, der kombineredes for at danne mere komplekse genstande.
I det antikke Grækenland, filosofer Leucippus og Democritus opfandt udtrykket "atomos", når de henviser til de "mindste udelelige dele af materien", hvorfra vi henter det moderne begreb atom.
Derefter i 1661 argumenterede naturforsker Robert Boyle i en afhandling om kemi - med titlen “Den skeptiske chymist”- den sag var sammensat af forskellige kombinationer af” corpuscules ”snarere end jord, luft, vind, vand og ild. Imidlertid. disse observationer var begrænset til filosofifeltet.
Det var først i slutningen af det 18. og det tidlige 19. århundrede, hvor Antoine Lavoisiers lov om masse-bevarelse og Daltons lov om flere portioner bragte atomer og molekyler ind i området inden for hård videnskab. Førstnævnte foreslog, at elementer er basale stoffer, som ikke kan nedbrydes yderligere, mens sidstnævnte foreslog, at hvert element består af en enkelt, unik type atom, og at disse kan samles og danne kemiske forbindelser.
En yderligere velsignelse kom i 1865, da Johann Josef Loschmidt målte størrelsen på molekylerne, der udgør luft, og dermed gav en følelse af skala til molekyler. Opfindelsen af Scanning Tunneling Microscope (STM) i 1981 gjorde det også muligt for atomer og molekyler at blive observeret direkte for første gang.
I dag forbedres vores koncept med molekyler yderligere takket være løbende forskning inden for kvantefysik, organisk kemi og biokemi. Og når det kommer til søgen efter liv i andre verdener, er det nødvendigt at forstå, hvad organiske molekyler har brug for for at komme ud af kombinationen af kemiske byggesten.
Vi har skrevet mange interessante artikler om molekyler til Space Magazine. Her er molekyler fra rum kan have påvirket livet på jorden, præbiotiske molekyler kan dannes i eksoplanet-atmosfærer, organiske molekyler fundet uden for vores solsystem, 'ultimative' præbiotiske molekyler fundet i det interstellare rum.
For mere information, se Encyclopaedia Britannicas side om molekyler.
Vi har også optaget en hel episode af Astronomy Cast alt om molekyler i rummet. Lyt her, afsnit 116: Molekyler i rummet.
Kilder:
- Wikipedia - Molecule
- Encyclopaedia Britannica - Molecule
