|
|
მოლეკულა
მოლეკულა ლათ. Molecula (კნინ) < ლათ moles-მასა, ნივთიერების უმცირესი ნაწილაკი, რასაც აქვს ამ ნივთიერების თვისებები: მოლეკულა შედგება ატომებისაგან, უფრო ზუსტად ატომბირთვისაგან, აგრეთვე მათ ირგვლივ მოძრავი შიგა და გარე სავალენტო ელექტრონებისაგან. ეს უკანასკნელნი ქიმიურ ბმებში მონაწილეობენ. თუ მოლეკულა ერთ ვალენტიანია მოლეკულისა და ატომის ცნება ერთმანეთს ეხმარება. მოლეკულის ცნება ქიმიაში პირველად იმასთან დაკავშირებით შემოიღეს, რომ განესხვავებინათ იგი, როგორც ქიმიურ რეაქციაში მონაწილე ნივთიერების უმცირესი ნაწილაკი. ატომისაგან მოლეკულას არსებობა ექსპერიმენტულად პირველად დადასტურდა ბროუნის მოძრაობის შესწავლისას (ჟ.პერენი1906). მოლეკულაში ატომები უმთავრესად ქიმიური ბმებით არიან დაკავშირებული. ასეთი ბმები, როგორც წესი წარმოიქმნება ორი ატომისათვის საზიარო ელექტრონების საშუალებით, მოლეკულა შეიძლება შეიცავდეს დადებითად და უარყოფითად დამუხტულ იონებს. ამ შემთხვევაში მათ შორის მოქმედებს ელექტროსტატიკური მიზიდვის ძალები.
ორგანულ ნაერთთა აგებულების თეორია XIX ს 60-იან წლებში შეიქმნა ა. ბუტლეროვის, ფ.კეკულეს, ა.კუპერისა და სხვათა შრომების საფუძველზე. შესაძლებელი გახდა მოლეკულის აღნაგობის ასახვა ფორმულებით. ერთსა და იმავე ემპრიულ ფორმულას შეიძლება შეესაბამებოდეს სხვადასხვა აგებულებისა და მაშასადამე სხვადასხვა თვისებების მქონე მოლეკულები. ასეთი ნივთიერებაა მაგ. ეთილის სპირტი C2H5OH და დიმეთილის ეთერი (CH3)2O, რითაც სხვადასხვანაირი სტრუქტურული ფორმულები აქვთ.
მოლეკულის გეომეტრიული სტრუქტურა ატომბირთვების წონასწორული განლაგებით განისაზღვრება. ატომთა ურთიერთქმედების ენერგია დამოკიდებულია ბირთვებს შორის მანძილზე. ძალიან დიდი მანძილით დაშორებისას ეს ენერგია ნულის ტოლია.თუ ატომებს შეუძლიათ ქიმიური ბმა წარმოქმნან, მაშინ მიახლოებისას ისინი ძლიერად მიიზიდებიან ერთმანეთისკენ. ატომების შემდგომ დაახლოებას ხელს უშლის ატომბირთვების განზიდვის ძალები და ელექტრონული ღრუბლების გადაფარვა. მოლეკულაში ატომბირთვების განლაგება შეიძლება დავადგინოთ სპექტროსკოპული მეთოდებით. რედგენული სტრუქტურული ანალიზით, ელექტროგრაფიითა და ნეიტროგრაფიით. მოლეკულური კრისტალების რენტგენოგრაფიული შესწავლა ძალიან რთული მოლეკულის გეომეტრიული. აღნაგობის დადგენის შესაძლებლობას იძლევა. მოლეკულის აღნაგობის შესახებ დეტალური ინფორმაციის მიღება შეიძლება ბირთვული მაგნიტური რეზონანსის მეთოდით. სავალენტო გზით დაკავშირებულ ორ ატომს შორის მანძილი სხვადასხვა მოლეკულაში დაახლოებით მუდმივია, მაშინ ეს მანძილი მცირდება მოლეკულაში. მოცემულ სავალენტო მდგომარეობაში მყოფ ყოველ ატომს შეიძლება მივაწეროთ განსაზღვრული ატომური ან კოვალენტური რადიუსი (იონური ბმის შემთხვევაში-იონური რადიუსი). მოლეკულის ზომა ე.ი მისი ელექტრონული გარსის სიდიდე, პირობითია. პრაქტიკულად მოლეკულის ზომებს საზღვრავენ იმ წონასწორული მანძილით, რითაც ისინი შეიძლება მიუახლოვდნენ ერთმანეთს მოლეკულურ კრისტალებში ან სითხეში. მანძილი რითაც შეიძლება მიუახლოვდნენ ერთმანეთს ერთ მოლეკულაში მყოფი ვალენტურად არაბმული ატომები, შეიძლება დავახასიათოდ ვან დერ ვაალსური რადიუსებით, თუ ცნობილია ვან დერ ვაალსური კოვალენტური და იონური რადიუსები, შეიძლება ავაგოთ მოლეკულის თვალსაჩინო მოდელები, რ-ებიც მათი ელექტრონული გარსების ზომებსაც ასახავენ. მოლეკულის კოვალენტური ქიმიური ბმები ერთმანეთის მიმართ განსაზღრული კუთხეებით არიან განლაგებულნი, მაგ. ნაჯერი ნახშირწყალბადებისათვ
ის დამახასიათებელია ნახშირწყალბადების ბმების ტეტრაედრული განლაგება. ეთილენური ბმები ლაგდება სიბრტყეზე, ხოლო აცეტილენური ბმები წრფივად. მრავალვალენტოვან მოლეკულას განსაზღვრული კონფიგურაცია აქვს სივრცეში. თუ მო;ეკულას არ გააჩნია სიმეტრიის ცენტრი და სიბრტყე მაშინ ის შეიძლება არსებობდეს ორი ისეთი კონფიგურაციის სახით, რომლებიცებიც ერთმანეთის სარკისებურ გამოსახულებას წარმოადგენენ. ერთმაგი ანუ სიგმა-ბმების შემცველი მოლეკულები არსებობს სხვადასხვა კონფიგურაციის სახით.
ქიმიური ბმის თეორიის საფუძველები შექმნეს 1927 წ ვ. ჰაიტლერმა და ფ. ლონდონმა უმარტივესი მოლეკულის H2 მაგალითზე. შემდგომში თეორიისა და კვანტური ქიმიის განვითარების შედეგად მოხდა ქიმიური ბმის თეორიისა და გამოთვლის მეთოდის სრულყოფა. ორგანულ ნივთიერებათა მოლეკულაში ქიმიური ბმები ძირითადად კოვალენტურია, არაორგანულ ნაერთებში კი იონური და დონორ-აქცეპტორული. ატომებიდან მოლეკულის წარმოქმნის ენერგია მსგავსი ნივთიერების რიგებში დაახლოებით ადიატურია. ე .ი. შეიძლება ჩაითვალოს, რომ მოლეკულის ენწრგია წარმოადგენს მასში შემავალი ბმების ენერგიათა ჯამს. ადიატურობას არ აქვს ადგილი შეუღლებული ბმების მქონე ორგანულ მოლეკულებში.მაგალითად
1,3 ბუტადიენსა და ბენზოლში. უმეტეს შემთხვევაში მოლეკულაში სავალენტო ელექტრო ჯამური სპინი ნულის ტოლია, ე.ი ყველა ელექტრონი გაწყვილებულია. გაწყვილებული ელექტრონების შემცველი მოლეკულები თავისუფალი რადიკალები ჩვეულებრივად არამდგრადებია. მათ შეისწავლის ყველაზე ეფექტური საშუალება ელექტრონული პარამაგნიტური რეზონანსის მეთოდი.
მოლეკულური ბიოლოგია.
მოლეკულური ბიოლოგია მეცნიერებაა, რომელიც შეისწავლის სიცოცხლის პროცესებს, მასთან დაკავშირებულ ბიოლოგიურ სტრუქტურებს, სისტემებსა და ფუნქციონირებას მოლეკულების დონეზე. მოლეკულის ბმების მიზანია გაარკვიოს ორგანიზმის თვისებების მოლეკულური საფუძვლები და მექანიზმები, გამოავლინოს როგორ და რანაირად განაპირობებს ყოველივე ზემო ჩამოთლილს ცილები და ნუკლეინის მჟავები, ამ უკანასკნელთა აღნაგობა, თვისებები და ურთიერთქმედება. სიცოცხლის მოვლენათა კვლევაში მოლეკულურ ბრმებს იყენებს არაცოცხალ ან ისეთებს, რ_თაც ახასიათებთ სიცოცხლის უმარტივესი გამოვლინებანი ასეთებია.მაგ.იზოლირებული ბირთვები, მიტოქონდრიები,ქრომოსომები,ბიოლოგიური მემბრანები,აგრეთე ისეთი სისტემები რ-ებიც ცოცხლისა და არაცოცხლის მიჯნაზე დგანან.ვირუსები, ბაქტერიები და ბოლოს უმნისვნელოვანესი მიკრომოლეკულები-ცილები
და ნუკლეინის მჟავები. მ.ბ.იზოლირებული ბირთვები, მიტოქონდრიები, ქრომოსომები ბიოლოგიური მემბრანები,აგრეთვე ისეთი სისტემები,რ-ებიც ცოცხალისა და არაცოცხალის მიჯნაზე დგანან-ვირუსები. მ.ბ. შედარებით ახალი დარგია. იგი აღმოცენდა და ჩამოყალიბდა ბუნებისმეტყველების სხვადასხვა დარგის მიღწევების საფუძველზე, ამ დარგების ერთობლივი კვლევა-ძიებისა და უახლესი მეთოდების (განსაკუტრებით ფიზ.დარგიდან) გამოყენების შედეგად. მ.ბ.განსხვავებული ნიშანია, სამგანზომილებიანობა. გადამწყვწტი მნისვნელობა ენიჭება მაკრომოლეკულების საერთო სტრუქტურაში ატომებისა და მათი დაჯგუფებების ურთიერთგანლაგებას. ეს შეეხება როგორც მოლეკულის ცალკეულ კომპონენტებს, ისე მის ზოგად კონფიგურაციას. ამრიგად მუხტი თანაბრადაა განაწილებული მოცულობაში. დადებითი მუხტები გადაინაცვლებს ელექტრული ველის მიმართულებით, უარყოფითი კი-მის საწინააღმდეგოდ. ეს გამოიწვევს არაპოლარული მოლეკულაში დიპოლური მომენტის დაინდუგციებას.
დისპერსიული ძალები მოქმედებს არაპოლარული მოლეკულებს შორის. ატომებსა და მოლეკულებში ელექტრონები რთული სახით მოძრაობენ ბირთვების ირგვლივ. არაპოლარული მოლეკულების დიპოლური მომენტები დროსი სასუალოდ ყოველ მომენტსი ელექტრონები იკავებენ რაიმე მდგომარეობას. ამის გამო დიპოლური მომენტის მყისი მნიშვნელობა ნულისაგან განსხვავდება. მყისი დიპოლი ქმნის ელექტრულ ველს, რომელიც მეზობელი ატომების პოლარიზაციას იწვევს. ამის შედეგად აღიძვრება მყისი დიპოლების ურთიერთქმედება.
განზიდვის ძალები მოქმედებს ძალიან მცირე მანძილზე მოლეკულებს შორის ,როცა მოლეკულების შედგენილობაში შემავალი ატომების შევსებული ელექტრონული გარსები ერთმანთს ეხებიან. კვანტურ მექანიკაში არსებული პაულის პრინციპი კრძალავს შევსებული ელექტრონული გარსების ერთმანეთში შეღწევას. ამის გამო აღძვრული განზიდვის ძალები უფრო მეტადაა დამოკიდებული მოლეკულათა ინდივიდუალობაზე, ვიდრე
მიზიდვის ძალები ექსპერიმენტულ მონაცემებს ეთანხმბა დაშვება იმის შესახებ, რომ განზიდვის ძალების პოტენციური ენერგია Uგანზ მანძილის შემცირებისას შემდეგი კანონით იზრდება Uგანზr ~r-12 , ხოლო fგანზ~r-13 .
თუ მივიღებთ, რომ Ur როცა r®¥ და გაითვალისწინებთ, რომ მიზიდვის ენერგია მანძილის შემცირებისას კლებულობს r-6 პროპორციულად, ხოლო განზიდვის ენერგია იზრდება როგორც r-12 მაშინ Ur მრუდს ექნება მე-2 ნახაზზე მოცემული სახე. მოლეკულური ბმა სასიცოცხლო პროცესებს იკვლევს მოლეკულების დონეზე, რაც ხელმისაწვდონია ფიზიკური და ქიმიური მეთოდებისათვის. დიდად ეფექტური არმოჩნდა მოდელური ცდები, რითაც შეისწავლიან სიცოცხლისათვის დამახასიათებელ ცალკეულ რეაქციებსა და სტრუქტურებს. ეს ე.წ. ²რედუქციონიზმის² მიმართულებაა,მაგრამ მთლიანი ორგანიზმის, უჯრედის პირობებში შედარებით დაბალი დონის კომპონენტთა კანონზომიერინ ინტეგრაციით წარმოიქმნება გაცილებით რთული სისტემები, ჩმდება სრულიად ახალი თვისებების მქონე სტრუქტურულ-ფუნქციური ორგანიზაცია, რადგან ორგანიზმის თვისებები ჭარბობენ მის შემადგენელი ნაწილების თვისებათა ჯამს. ასეთი ინტეგრაციის მექანიზმების შესცავლა რომლის ერთ-ერთი გზაა მოლეკულათა შორის ურთიერთობის ძალების გამოვლენა, უაღრესად მნიშვნელოვანი პრობლემაა
მოლეკულური დაჯგუფება
მოლეკულური დაჯგუფებები, მოლეკულების ატომური ჩონჩხის ცვლილება ანუ ფუნქციური ჯგუფების მდებარეობის შეცვლა. მოლეკულური დაჯგუფების შესწავლას დიდი მნიშვნელობა აქვს ქიმიუირ რეაქციათა მექანიზმების დადგენისა და მიმართული ორგანოთა სინთეზის განხორციელებისათვის. ბევრ მოლეკულის დაჯგუფებას ისეთი საწარმო მნიშვნელობის პროცესში იყენებენ , როგორც არის ნავთობში შემავალი ნახშირწყალბადების ორგანიზაცია, ციკლოპექსანონოქსიმის კაპროლაქტამაში გარდაქმნა, საღებარების სინთეზი და სხვა.
მოლეკულური მასა,მოლეკულური წონა,მოლეკულის[ატომის]
m0 მასის ფარდობა
მასის ატომურ ერთეულთან
ამრიგად ,მოლეკულის ნამრავლი მასის ატომურ ერთეულზე გვაძლევს მოლეკულის მასას.მილეკულის მასა დაკავშირებულია m=10m მოლ/კგ,ვიაიდან m =m0NA სადაც NA ავოგადროს რიცხვია.
ცნება ²მოლეკულური მასა²მტკიცედ დამკვიდრდა მეცნიერებაში მას შემდეგ რამაც ავოგადროს შეხედულუბები განავითარა, მკვეთრად იქნა ფორნულირებული განსხვავება ატომსა და მოლეკულას შორის. მოლეკულური მასის განსაზღვრის ექსპერიმენტული მეთოდები დამუშავებულია ძირითადად აირებსა და ხსნარებისათვის. აირების მოლეკულური მასის განსაზღვრას საფუძვლად უდევს ავოგადროს კანონი.ხსნარების სემთხვევაში მოლეკულური მასის კრიოსკოპული და ებულიოსკროპული მეთოდებით საზღვრავენ. ცალკეული მოლეკულების მოლეკულური მასა შეიძლება სპექტრომეტრული მეთოდითაც განსაზღვრონ.
მოლეკულური ფიზიკა
მოლეკულური ფიზიკა, ფიზიკის ნაწილია, რომელიც შეისწავლის სხეულტა ფიზიკურ ტვისდებებს. სხვადასხვა აგრეგატულ მდგომარეობაში მათი მიკროსკოპული აღნაგობის განხილვის საფუძველძე. ნმოლეკულური ფიზიკის ამოცანების გადაწყვეტა ხდება სტატისტიკური ფიზიკის, თერმოდინამიკის და ფიზიკური კინეტიკის მეთოდებით.ძველი დროის ფილოსოფოსთა ნივტიერების არნაგობის შესახებ .ატომისტიკური წარმოდგენები წარმატებით გამოიყენეს 19 საუკუნის დასაწყისში.
მოლეკულური ფიზიკის განვითარების ახალი პერიოდი 19 საუკუნის დასაწყისი ხასიათდება იმის მტკიცებით, რომ სხეულები მოლეკულური აღნაგობისაა [პერენის და სვედბერგის 1906], [სმოლუხოვსკისა და აინშტაინის 1904-06] შრომები, რომლებიც მიკრონაწილაკების ბროუნის მოძრაობასა და ნივთიერების, მოლეკულური სტრუქტურის გამოკვლევას ეხება. ამ მიზნისათვის რენტგენის სხივების შემდეგ კი ელექტრონებისა და ნეიტრონენის დიფრაქციის გამოყენება.
გამოყენებული ლიტერატურა:
1. ფიზიკური ენციკლოპედია; გამომც: მოსკოვი, 1997 წ
2. ოქსფორდის სამეცნიერო ენციკლოპედია; გამომც: ბაკურ სულაკაური;თბილისი2005 წ
3. სამეცნიერო ენციკლოპედია; გამომც: ბაკურ სულაკაური; თბილისი2005 წ
|
| კატეგორია: Мои статьи | დაამატა: winalite (2010-03-20)
|
| ნანახია: 2037
| რეიტინგი: 0.0/0 |
|
|
|
სულ ონლაინში: 3 სტუმარი: 3 მომხმარებელი: 0 |
|
