Совет 1: Что такое химическое строение

Теория химического строения – это теория, которая описывает, в каком порядке располагаются атомы в молекулах органических веществ, какое взаимное влияние атомы оказывают друг на друга, а также какие химические и физические свойства вещества вытекают из этого порядка и взаимного влияния.
Впервые эта теория была выдвинута знаменитым русским химиком А.М. Бутлеровым в 1861-м году, в его докладе «О химическом строении веществ». Ее основные положения можно вкратце описать следующим образом:

- атомы, входящие в состав органических молекул, соединяются не в хаотичном, а в строго определенном порядке, согласно их валентности;

- свойства органических молекул зависят не только от природы и числа входящих в них атомов, но и от химического строения молекул;

- каждая формула органической молекулы соответствует определенному количеству изомеров;

- каждая формула органической молекулы дает представление о ее физико-химических свойствах;

- во всех органических молекулах существует взаимное воздействие атомов, причем как связанных друг с другом, так и не связанных.

Для того времени выдвинутая Бутлеровым теория явилась настоящим прорывом. Она позволила ясно и четко объяснить многие моменты, остававшиеся непонятными, а также дала возможность определить пространственное расположение атомов в молекуле. Правильность теории была неоднократно подтверждена самим Бутлеровым, который синтезировал большое количество органических соединений, прежде неизвестных, а также рядом других ученых (например, Кекуле, выдвинувшем предположение о структуре бензольного «кольца») Что, в свою очередь, способствовало быстрому развитию органической химии, прежде всего, в ее прикладном значении – химической промышленности.

Развивая теорию Бутлерова, Я. Вант-Гофф и Ж. Ле Бель предположили, что четыре валентности углерода имеют четкую пространственную ориентацию (сам атом углерода расположен в центре тетраэдра, а его валентные связи как бы «направлены» к вершинам этой фигуры). На основе этого предположения был создан новый раздел органической химии — стереохимия.

Теория химического строения, разумеется, в конце 19-го века не могла объяснить физико-химическую природу взаимного влияния атомов. Это удалось сделать только в первой половине 20-го века, после открытия структуры атома и введению понятия «электронная плотность». Именно смещением электронной плотности и объясняется взаимное влияние атомов друг на друга.

Совет 2: Что такое взаимно простые числа

Взаимно простые числа – математическое понятие, которое не следует путать с числами простыми. Общее между двумя понятиями заключается лишь в том, что оба они имеют прямое отношение к делению.
Простым в математике называется такое число, которое можно разделить только на единицу и на само себя. 3, 7, 11, 143 и даже 1 111 111 – все это простые числа, причем каждое из них обладает данным свойством в отдельности.

Чтобы говорить о взаимно простых числах, их должно быть не менее двух. Данное понятие характеризует общий признак нескольких чисел.

Определение взаимно простых чисел



Взаимно простыми называются такие числа, которые не имеют общего делителя, не считая единицы – например, 3 и 5. При этом каждое число в отдельности может и не быть простым само по себе.

Например, число 8 к таковым не относится, ведь его можно разделить на 2 и на 4, но 8 и 11 – взаимно простые числа. Определяющим признаком здесь является именно отсутствие общего делителя, а не характеристики отдельных чисел.

Впрочем, два и более простых числа всегда будут взаимно простыми. Если каждое из них делится лишь на единицу и на само себя, то общего делителя у них быть не может.

Для взаимно простых чисел существует особое обозначение в виде горизонтального отрезка и опущенного на него перпендикуляра. Это соотносится со свойством перпендикулярных прямых, у которых нет общего направления, как и у этих числе нет общего делителя.

Попарно взаимно простые числа



Возможно и такое сочетание взаимно простых чисел, из которого можно взять наугад любые два числа, и они обязательно окажутся взаимно простыми. Например, 2, 3 и 5: общего делителя не имеют ни 2 и 3, ни 2 и 5, ни 5 и 3. Такие числа именуют попарно взаимно простые.

Не всегда взаимно простые числа бывают попарно взаимно простыми. Например, числа 15, 20 и 21 – это взаимно простые числа, но назвать их попарно взаимно простыми нельзя, ведь 15 и 20 делятся на 5, а 15 и 21 – на 3.

Применение взаимно простых чисел



В цепной передаче, как правило, количество звеньев цепи и зубьев звездочки выражаются взаимно простыми числами. Благодаря этому каждый из зубьев соприкасается с каждым звеном цепи поочередно, механизм меньше изнашивается.

Существует и еще более интересное свойство взаимно простых чисел. Необходимо начертить прямоугольник, длина и ширина которого выражаются взаимно простыми числами, и провести из угла внутрь прямоугольника луч под углом 45 градусов. В точке соприкосновения луча со стороной прямоугольника нужно начертить другой луч, расположенный под углом 90 градусов к первому – отражение. Делая такие лучи-отражения раз за разом, можно получить геометрический узор, в котором любая часть по структуре подобна целому. С точки зрения математики такой узор является фрактальным.
Видео по теме
Источники:
  • Фракталы во взаимно простых числах

Совет 3: Что такое пищеварительная система человека

Человеку для жизнедеятельности необходимы питательные вещества: белки, аминокислоты, моносахара и т.п. Все это есть в продуктах питания, но в сложном, малоусвояемом виде. Чтобы клетки получили необходимые им вещества, пища должна быть подвергнута расщеплению. Эту задачу выполняет пищеварительная система.
Пищеварение - это процесс механической переработки пищи и ее химического расщепления на растворимые, легкоусвояемые вещества, которые затем транспортируются кровью к клетками организма. А совокупность органов, осуществляющих данный процесс, называется пищеварительной системой. Ее структурными единицами являются пищеварительный канал и пищеварительные железы. Пищеварительный канал состоит из следующих отделов: ротовой полости, глотки, пищевода, желудка, толстого и тонкого кишечника. Мелкие пищеварительные железы содержаться в большом количестве в слизистой оболочки органов, участвующих в переработке пищи. А крупные железы, такие как слюнные, поджелудочная железа и печень находятся за пределами пищеварительного тракта и по протокам выделяют ферментативные соки в его полость. Соки пищеварительных желез содержат ферменты, которые катализируют строго определенные реакции: одни группы ферментов расщепляют белки, вторые - жиры, третьи - углеводы.Пищеварительная система в организме человека выполняет три функции: секреторную, двигательную и всасывательную.Секреторная функция заключается в химической обработке пищи соками, которые вырабатывают пищеварительные железы. В результате сложные углеводы, жиры и белки расщепляются до простых растворимых мономеров, способных проникать сквозь клеточные мембраны.Двигательная функция совершается благодаря перистальтике (сокращению мускулатуры стенок) пищеварительного тракта. И это способствует тщательному перемешиванию пищи по ходу ее продвижения из одного отдела системы в другой.После процесса переваривания питательные вещества попадают в лимфоток и кровоток через определенные участки слизистой оболочки органов пищеварительного канала. И тем самым выполняется всасывательная функция.Так как органы пищеварения недоступны для прямого наблюдения, поэтому были разработаны различные методы их исследования: рентгенологические, УЗИ диагностика, биопсия, лабораторные методы и др.

Совет 4: Что такое инертный газ

Инертные газы в таблице Менделеева – это элементы главной подгруппы VIII группы: гелий, неон, аргон, криптон, ксенон и радон, причем последний является радиоактивным элементом. Они называются также благородными газами.

Электронное строение инертных газов



Все инертные газы имеют завершенную, устойчивую конфигурацию внешнего электронного уровня: у гелия это дублет, у остальных газов – октет. Каждый из них завершает соответствующий период в таблице Менделеева.

Инертные газы в природе



Все инертные газы, кроме радиоактивного радона, можно найти в составе атмосферного воздуха. Гелий – самый распространенный элемент в космосе после водорода. Солнце на 10% состоит из этого благородного газа, образуемого из водорода по реакции ядерного синтеза с выделением позитронов и антинейтрино.

Физические свойства благородных газов



Инертные газы представлены одноатомными молекулами. При обычных условиях гелий, неон, аргон, криптон и ксенон – газы без цвета и запаха, плохо растворимые в воде. Чем больше их атомный номер, тем выше температуры кипения и плавления.

Гелий обладает уникальными свойствами: он остается жидким даже при самых низких температурах, вплоть до абсолютного нуля, не подвергаясь кристаллизации. Кристаллизовать гелий возможно лишь под давлением 25 атмосфер. Кроме того, у этого газа самая низкая температура кипения из всех веществ.

Химические свойства благородных газов



Долгое время считалось, что инертные газы вообще не образуют соединений. Однако экспериментально при особых условиях были получены фториды и оксиды ксенона, существование которых было предсказано теоретиком Лайнусом Полингом.

Как применяют инертные газы



Благодаря своим выдающимся физико-химическим свойствам инертные газы широко используются в науке и технике. Так, при помощи жидкого гелия получают сверхнизкие температуры, а смесь гелия и кислорода в соотношении 4:1 используется как искусственная атмосфера для дыхания водолазов.

Поскольку гелий – самый легкий газ после водорода, им часто наполняют дирижабли, зонды и аэростаты. Его подъемная сила равна 93% от подъемной силы водорода.

Неон, аргон, криптон и ксенон применяются в светотехнике – производстве газоразрядных трубок. При пропускании электрического тока через трубки, наполненные неоном или аргоном, газ начинает светиться, а цвет этого излучения зависит от давления газа.

Аргон как самый дешевый из благородных газов используется для создания инертной атмосферы при проведении химических реакций, продукты которых взаимодействуют с кислородом.

Совет 5: Что такое атомная орбиталь

Любое вещество в природе состоит из мельчайших частиц, называемых атомами. Их размеры настолько малы, что в сущности эти частицы еще никто не видел, а данные об их структуре и свойствах основаны на многочисленных экспериментах с использованием разнообразных сложных приборов.

Строение атома


Атом состоит из двух основных частей: ядра и электронной оболочки. В свою очередь ядро представляет собой комбинацию протонов и нейтронов, которые вместе носят название нуклоны; электронная оболочка ядра состоит только из электронов. Ядро имеет положительный заряд, оболочка – отрицательный, а вместе они образуют электронейтральный атом.

История


Как было сказано ранее, атом состоит из ядра и движущихся вокруг него электронов. Нередко, чтобы упростить схематичные рисунки атомов, считают, что электроны вращаются по круговым орбитам, как планеты Солнечной системы вокруг Солнца. Эту наглядную модель предложил в 1911 году выдающийся английский физик Эрнест Резерфорд. Однако экспериментально доказать её не удавалось, и от термина «орбита» начали постепенно отказываться. Уже в начале 30-х годов ХХ века было окончательно установлено, что электрон в атоме вообще не имеет определенной траектории движения. Именно тогда в работах американского физика Роберта Малликена и немецкого физика Макса Борна начал появляться новый термин – орбиталь – созвучный и близкий по смыслу орбите.

Электронное облако


Электронное облако – это вся совокупность точек, в которых побывал электрон за определенный промежуток времени. Та область электронного облака, в которых электрон появлялся чаще, и есть орбиталь. Чаще всего, давая определение этому термину, говорят, что это то место атома, где местоположение электрона наиболее вероятно. При этом слово «вероятно» играет здесь ключевую роль. В принципе, электрон может находиться в любой части атома, но вероятность обнаружить его где-либо вне орбитали крайне мала, поэтому принято считать, что орбиталь составляет примерно 90% электронного облака. Графически орбиталь изображают в виде поверхности, которая очерчивает область, где появление электрона наиболее вероятно. Например, у атома водорода орбиталь имеет сферическую форму.

Типы орбиталей


В настоящее время ученые определяют пять типов орбиталей: s, p, d, f и g. Их формы были вычислены методами квантовой химии. Орбитали существуют вне зависимости от того, находится на них электрон или нет, при этом атом каждого элемента, известного в настоящее время, имеет полный набор всех орбиталей.

В современной химии орбиталь является одним из определяющих понятий, которое позволяет исследовать процессы образования химических связей.
Видео по теме

Совет 6: Что такое валентность

Валентность – один из основных терминов, употребляемых в теории химического строения. Это понятие определяет способность атома образовывать химические связи и количественно представляет собой число связей, в которых он участвует.
Инструкция
1
Валентность (от лат. valentia – «сила») – показатель способности атома присоединять к себе другие атомы, образуя с ними химические связи внутри молекулы. Общее число связей, в которых может участвовать атом, равняется числу его неспаренных электронов. Такие связи называются ковалентными.
2
Неспаренные электроны – это свободные электроны внешней оболочки атома, которые соединяются в пары с внешними электронами другого атома. При этом каждая такая пара называется электронной, а такие электроны – валентными. Исходя из этого, определение валентности может звучать так: это число электронных пар, по которым данный атом связан с другими атомами.
3
Валентность атома схематично изображается в структурных химических формулах. Если же такая информация не нужна, то используют простейшие формулы, в которых валентность не указывается.
4
Максимальный показатель валентности химических элементов одной группы периодической системы, как правило, равен порядковому номеру группы. В различных химических соединениях атомы одного элемента могут иметь разную валентность. Полярность образующихся ковалентных связей не учитывается, поэтому валентность не имеет знака. Она не может быть ни нулевой, ни отрицательной величиной.
5
Количественной мерой любого химического элемента принято считать число одновалентных атомов водорода или двухвалентных атомов кислорода. Однако при определении валентности можно использовать и другие элементы, валентность которых точно известна.
6
Иногда понятие валентности отождествляют с понятием «степень окисления», однако это неверно, хотя в некоторых случаях эти показатели совпадают. Степень окисления – формальный термин, означающий возможный заряд, который получил бы атом, если бы его электроны в электронных парах перешли к более электроотрицательным атомам. При этом степень окисления выражается в единицах заряда и может иметь знак, в отличие от валентности. Этот термин получил распространение в неорганической химии, поскольку в неорганических соединениях трудно судить о валентности. Валентность же используется в органической химии, поскольку большинство органических соединений имеет молекулярное строение.
Видео по теме

Совет 7: Что такое ионная связь

Ионная связь – это одна из разновидностей химической связи, возникающая между разноименно заряженными ионами электроположительных и электроотрицательных элементов. Ионы же, как известно, - это частицы, несущие положительный или отрицательный заряд, которые образуются из атомов при отдаче или присоединении электронов.



Если электрон отдан, образуется положительно заряженный катион, если же присоединен – образуется отрицательно заряженный анион. Отдача или присоединение происходит при химической реакции между атомами. В ходе реакции атом электроположительного элемента, который имеет малое количество электронов на внешнем электронном уровне, отдает их, переходя тем самым в устойчивое состояние катиона. Ну, а атом электроотрицательного элемента, имеющий, напротив, большое количество внешних электронов, принимает их, тем самым переходя в более устойчивое состояние аниона. Вот так и возникает ионная связь.

Разумеется, термины «отдает» и «принимает» в известной степени условны, так как полной отдачи и приема электронов не существует. Речь идет лишь о смещении электронной плотности от электроположительного атома к электроотрицательному атому в большей или меньшей степени. Таким образом, любую ионная связь одновременно можно считать и ковалентной.

Рассмотрите ионную связь на примере хорошо известной поваренной соли – хлорида натрия, NaCl. Атом натрия, имеющий один электрон на внешнем слое, и атом хлора, имеющий, соответственно, семь внешних электронов. После образования связи превращаются в положительно и отрицательно заряженные ионы, имеющие по восемь электронов на внешних оболочках. Таким образом, эти ионы находятся в устойчивом состоянии.

Каждый ион этого вещества связан силами электростатического взаимодействия с некоторым количеством других ионов. Сила уменьшается пропорционально увеличению квадрата расстояния (по закону Кулона). Поэтому ионная связь не имеет так называемой «пространственной направленности» и, следовательно, вещества, атомы которого соединены этой связью, не имеют молекулярного строения. Они образуют ионные кристаллические решетки, имеют высокие температуры плавления и кипения, а их растворы электропроводны.


Видео по теме

Совет 8: Что такое цитоплазма

Цитоплазма - очень важная клеточная составляющая. В ее полужидкой внутренней среде расположены органеллы, отвечающие за жизненно важные функции клетки. Подвижность цитоплазмы способствует взаимодействию органелл между собой. Это дает возможность возникновения процессов внутриклеточного метаболизма.
Любая живая клетка имеет в своем составе цитоплазму. Она пребывает в полужидком состоянии. В цитоплазме располагаются ядро и все органеллы клетки.Свое название цитоплазма берет от двух греческих слов - цито (клетка) и плазма (вылепленный).Вязкий водный раствор органических веществ и солей, составляющий основной объем цитоплазмы - называется гиалоплазма. В ней располагаются органеллы, выполняющие различные функции. Гиалоплазма пронизана системой белковых нитей, называемой цитоскелетом.Физико-химический состав цитоплазмы отличается лабильностью, это постоянно изменяющаяся физико-химическая система, характеризующаяся щелочной реакцией. Именно в цитоплазме проходит большинство физиологических клеточных процессов. В этом пространстве перемещаются вновь синтезированные белки, по нему же из клетки выводятся другие вещества.В цитоплазме живут и функционируют такие органеллы, как комплекс Гольджи, митохондрии, пластиды, рибосомы, эндоплазматическая сеть, лизосомы, органоиды движения и др.Одна из современных теорий утверждает, что цитоплазма - это своеобразный клеточный квантовый компьютер. Он регулирует все физиологические процессы, происходящие в ней.Все процессы внутриклеточного метаболизма осуществляются именно в цитоплазме. Исключение составляет лишь синтез нуклеиновых кислот, он происходит в ядре. Под контролем ядра цитоплазма способна к росту и воспроизведению. Даже если часть ее удалена, она может восстановиться. В цитоплазме выделяют два слоя. Внешний - эктоплазма. Он наиболее вязкий. Внутренний - эндоплазма. Именно в нем располагаются основные органеллы. Одно из важнейших свойств цитоплазмы - способность к движению. Благодаря ему органеллы связываются друг с другом и происходит их внутриклеточное взаимодействие.
Видео по теме
Источники:
  • ЦИТОПЛАЗМА
Видео по теме
Поиск
Совет полезен?
Добавить комментарий к статье
Осталось символов: 500
к
Honor 6X Premium
новая премиальная версия
узнать больше