ქიმიური ბმის კონცეფციას არ აქვს მცირე მნიშვნელობა ქიმიის, როგორც მეცნიერების, სხვადასხვა დარგში. ეს გამოწვეულია იმით, რომ მისი დახმარებით ცალკეულ ატომებს შეუძლიათ გაერთიანდნენ მოლეკულებად, წარმოქმნან ყველა სახის ნივთიერება, რაც, თავის მხრივ, ქიმიური კვლევის საგანია.
ატომებისა და მოლეკულების მრავალფეროვნება დაკავშირებულია მათ შორის სხვადასხვა სახის ბმების გაჩენასთან. მოლეკულების სხვადასხვა კლასს ახასიათებს ელექტრონების განაწილების საკუთარი თავისებურებები და, შესაბამისად, ბმების საკუთარი ტიპი.
ძირითადი ცნებები
ქიმიური ბმა არის ურთიერთქმედებათა ერთობლიობა, რომელიც იწვევს ატომების შეერთებას უფრო რთული სტრუქტურის სტაბილური ნაწილაკების (მოლეკულები, იონები, რადიკალები), აგრეთვე აგრეგატების (კრისტალები, ჭიქები და ა.შ.) წარმოქმნით. ამ ურთიერთქმედებების ბუნება ბუნებით ელექტრულია და ისინი წარმოიქმნება ვალენტური ელექტრონების განაწილების დროს ატომებთან მიახლოებაზე.
ვალენტობა ჩვეულებრივ უწოდებენ ატომის უნარს შექმნას გარკვეული რაოდენობის ბმები სხვა ატომებთან. იონურ ნაერთებში მოცემული ან მიმაგრებული ელექტრონების რაოდენობა აღებულია ვალენტობის მნიშვნელობად. ATკოვალენტურ ნაერთებში ის უდრის საერთო ელექტრონული წყვილების რაოდენობას.
დაჟანგვის მდგომარეობა გაგებულია, როგორც პირობითი მუხტი, რომელიც შეიძლება იყოს ატომზე, თუ ყველა პოლარული კოვალენტური ბმა იონური იყო.
ობლიგაციების სიმრავლე არის გაზიარებული ელექტრონული წყვილების რაოდენობა განხილულ ატომებს შორის.
ქიმიის სხვადასხვა ფილიალში განხილული ობლიგაციები შეიძლება დაიყოს ორ სახის ქიმიურ ბმად: ისინი, რომლებიც იწვევს ახალი ნივთიერებების წარმოქმნას (ინტრამოლეკულური) და ისინი, რომლებიც წარმოიქმნება მოლეკულებს შორის (ინტერმოლეკულური).
კომუნიკაციის ძირითადი მახასიათებლები
შეკავშირების ენერგია არის ენერგია, რომელიც საჭიროა მოლეკულაში არსებული ყველა ბმის დასაშლელად. ეს არის ასევე ბმის ფორმირების დროს გამოთავისუფლებული ენერგია.
ბმის სიგრძე არის მანძილი მოლეკულაში ატომების მეზობელ ბირთვებს შორის, რომელშიც დაბალანსებულია მიზიდულობისა და მოგერიების ძალები.
ატომების ქიმიური ბმის ეს ორი მახასიათებელი არის მისი სიძლიერის საზომი: რაც უფრო მოკლეა სიგრძე და მეტი ენერგია, მით უფრო ძლიერია კავშირი.
ბმა კუთხეს ჩვეულებრივ უწოდებენ კუთხეს წარმოდგენილ ხაზებს შორის, რომლებიც გადიან ატომების ბირთვებში შემაკავშირებელ მიმართულებით.
ბმულების აღწერის მეთოდები
ქიმიური ბმის ახსნის ყველაზე გავრცელებული ორი მიდგომა, ნასესხები კვანტური მექანიკიდან:
მოლეკულური ორბიტალების მეთოდი. ის მოლეკულას განიხილავს, როგორც ელექტრონებისა და ატომების ბირთვების ერთობლიობას, თითოეული ცალკეული ელექტრონი მოძრაობს ყველა სხვა ელექტრონისა და ბირთვის მოქმედების ველში.მოლეკულას აქვს ორბიტალური სტრუქტურა და მისი ყველა ელექტრონი განაწილებულია ამ ორბიტების გასწვრივ. ასევე, ამ მეთოდს უწოდებენ MO LCAO, რომელიც ნიშნავს "მოლეკულური ორბიტალი - ატომური ორბიტალების წრფივი კომბინაცია".
ვალენტური ბმების მეთოდი. წარმოადგენს მოლეკულას, როგორც ორი ცენტრალური მოლეკულური ორბიტალის სისტემას. უფრო მეტიც, თითოეული მათგანი შეესაბამება ერთ კავშირს მოლეკულაში ორ მიმდებარე ატომს შორის. მეთოდი ეფუძნება შემდეგ დებულებებს:
- ქიმიური ბმის ფორმირებას ახორციელებს წყვილი ელექტრონები საპირისპირო სპინებით, რომლებიც განლაგებულია ორ განხილულ ატომს შორის. წარმოქმნილი ელექტრონული წყვილი ორ ატომს თანაბრად ეკუთვნის.
- ამა თუ იმ ატომის მიერ წარმოქმნილი ბმების რაოდენობა უდრის მიწაში და აღგზნებულ მდგომარეობაში არსებული დაუწყვილებელი ელექტრონების რაოდენობას.
- თუ ელექტრონული წყვილები არ მონაწილეობენ ბმის ფორმირებაში, მაშინ მათ უწოდებენ მარტოხელა წყვილებს.
ელექტრონუარყოფითობა
შესაძლებელია ნივთიერებებში ქიმიური ბმის ტიპის დადგენა მისი შემადგენელი ატომების ელექტრონეგატიურობის მნიშვნელობების სხვაობის საფუძველზე. ელექტრონეგატიურობა გაგებულია, როგორც ატომების უნარი მიიზიდონ საერთო ელექტრონული წყვილები (ელექტრონული ღრუბელი), რაც იწვევს ბმის პოლარიზაციას.
ქიმიური ელემენტების ელექტრონეგატიურობის მნიშვნელობების დასადგენად სხვადასხვა გზა არსებობს. თუმცა, ყველაზე ხშირად გამოყენებული არის თერმოდინამიკური მონაცემების საფუძველზე დაფუძნებული მასშტაბი, რომელიც შემოთავაზებული იყო ჯერ კიდევ 1932 წელს ლ. პაულინგის მიერ.
რაც უფრო დიდია სხვაობა ატომების ელექტროუარყოფითობაში, მით უფრო გამოხატულია მისი იონიურობა. პირიქით, თანაბარი ან ახლო ელექტრონეგატიურობის მნიშვნელობები მიუთითებს ბმის კოვალენტურ ბუნებაზე. სხვა სიტყვებით რომ ვთქვათ, შესაძლებელია განისაზღვროს რომელი ქიმიური ბმა შეიმჩნევა კონკრეტულ მოლეკულაში მათემატიკურად. ამისათვის თქვენ უნდა გამოთვალოთ ΔX - ატომების ელექტროუარყოფითობის სხვაობა ფორმულის მიხედვით: ΔX=|X 1 -X 2 |.
- თუ ΔХ>1, 7, მაშინ ბმა იონურია.
- თუ 0,5≦ΔХ≦1,7, მაშინ კოვალენტური ბმა არის პოლარული.
- თუ ΔХ=0 ან მასთან ახლოს, მაშინ ბმა არის კოვალენტური არაპოლარული.
იონური ბმა
იონური არის ისეთი ბმა, რომელიც ჩნდება იონებს შორის ან ერთი ატომის მიერ საერთო ელექტრონული წყვილის სრული გაყვანის გამო. ნივთიერებებში, ამ ტიპის ქიმიური კავშირი ხორციელდება ელექტროსტატიკური მიზიდულობის ძალებით.
იონები არის დამუხტული ნაწილაკები, რომლებიც წარმოიქმნება ატომებისგან ელექტრონების მიღების ან დაკარგვის შედეგად. როდესაც ატომი იღებს ელექტრონებს, ის იძენს უარყოფით მუხტს და ხდება ანიონი. თუ ატომი აძლევს ვალენტურ ელექტრონებს, ის იქცევა დადებითად დამუხტულ ნაწილაკად, რომელსაც კატიონი ეწოდება.
დამახასიათებელია ტიპიური ლითონების ატომების ტიპიური არალითონების ატომებთან ურთიერთქმედებით წარმოქმნილი ნაერთებისთვის. ამ პროცესის მთავარია ატომების სწრაფვა შეიძინონ სტაბილური ელექტრონული კონფიგურაციები. და ამისთვის ტიპიურ ლითონებსა და არამეტალებს სჭირდებათ მხოლოდ 1-2 ელექტრონის მიცემა ან მიღება.რასაც ისინი მარტივად აკეთებენ.
მოლეკულაში იონური ქიმიური ბმის წარმოქმნის მექანიზმი ტრადიციულად განიხილება ნატრიუმის და ქლორის ურთიერთქმედების მაგალითის გამოყენებით. ტუტე ლითონის ატომები ადვილად ჩუქნიან ელექტრონს, რომელიც მოზიდულია ჰალოგენის ატომით. შედეგი არის Na+ კატიონი და Cl- ანიონი, რომლებიც ერთმანეთთან შენარჩუნებულია ელექტროსტატიკური მიზიდვით.
იდეალური იონური ბმა არ არსებობს. ისეთ ნაერთებშიც კი, რომლებსაც ხშირად იონურს უწოდებენ, ელექტრონების საბოლოო გადატანა ატომიდან ატომში არ ხდება. ჩამოყალიბებული ელექტრონული წყვილი კვლავ რჩება საერთო გამოყენებაში. ამიტომ ისინი საუბრობენ კოვალენტური ბმის იონურობის ხარისხზე.
იონური კავშირი ხასიათდება ერთმანეთთან დაკავშირებული ორი ძირითადი თვისებით:
- არამიმართული, ანუ იონის გარშემო ელექტრულ ველს აქვს სფეროს ფორმა;
- უჯერობა, ანუ საპირისპიროდ დამუხტული იონების რაოდენობა, რომლებიც შეიძლება განთავსდეს ნებისმიერი იონის გარშემო, განისაზღვრება მათი ზომით.
კოვალენტური ქიმიური ბმა
კავშირს, რომელიც წარმოიქმნება არალითონის ატომების ელექტრონული ღრუბლების გადახურვისას, ანუ განხორციელებული საერთო ელექტრონული წყვილის მიერ, ეწოდება კოვალენტური ბმა. ელექტრონების საერთო წყვილის რაოდენობა განსაზღვრავს ბმის სიმრავლეს. ამრიგად, წყალბადის ატომები დაკავშირებულია ერთი H··H ბმით, ხოლო ჟანგბადის ატომები ქმნიან ორმაგ ბმას O::O.
არსებობს მისი ფორმირების ორი მექანიზმი:
- გაცვლა - თითოეული ატომი წარმოადგენს ერთ ელექტრონს საერთო წყვილის ფორმირებისთვის: A +B=A: B, ხოლო კავშირი მოიცავს გარე ატომურ ორბიტალებს, რომელზედაც მდებარეობს ერთი ელექტრონი.
- დონორი-მიმღები - ბმის შესაქმნელად, ერთ-ერთი ატომი (დონორი) იძლევა ელექტრონების წყვილს, ხოლო მეორე (მიმღები) - თავისუფალ ორბიტალს მისი განთავსებისთვის: A +:B=A:B.
კოვალენტური ქიმიური ბმის წარმოქმნის დროს ელექტრონული ღრუბლების გადაფარვის გზები ასევე განსხვავებულია.
- პირდაპირი. ღრუბლის გადახურვის რეგიონი დევს სწორ წარმოსახვით ხაზზე, რომელიც აკავშირებს განხილული ატომების ბირთვებს. ამ შემთხვევაში წარმოიქმნება σ-ბმები. ქიმიური ბმის ტიპი, რომელიც წარმოიქმნება ამ შემთხვევაში, დამოკიდებულია ელექტრონული ღრუბლების ტიპზე, რომლებიც განიცდიან გადახურვას: s-s, s-p, p-p, s-d ან p-d σ-ბმები. ნაწილაკში (მოლეკულაში ან იონში) მხოლოდ ერთი σ-ბმა შეიძლება მოხდეს ორ მეზობელ ატომს შორის.
- მხარე. იგი ხორციელდება ატომების ბირთვების დამაკავშირებელი ხაზის ორივე მხარეს. ასე ყალიბდება π-ბმა და შესაძლებელია მისი ჯიშებიც: p-p, p-d, d-d. σ-ბმასგან განცალკევებით, π-ბმა არასოდეს წარმოიქმნება; ის შეიძლება იყოს მოლეკულებში, რომლებიც შეიცავს მრავალ (ორმაგ და სამმაგ) ბმას.
კოვალენტური კავშირის თვისებები
ისინი განსაზღვრავენ ნაერთების ქიმიურ და ფიზიკურ მახასიათებლებს. ნივთიერებებში ნებისმიერი ქიმიური ბმის ძირითადი თვისებებია მისი მიმართულება, პოლარობა და პოლარიზება, აგრეთვე გაჯერება.
ბმის მიმართულება განსაზღვრავს მოლეკულის მახასიათებლებსნივთიერებების სტრუქტურა და მათი მოლეკულების გეომეტრიული ფორმა. მისი არსი მდგომარეობს იმაში, რომ ელექტრონული ღრუბლების საუკეთესო გადახურვა შესაძლებელია სივრცეში გარკვეული ორიენტირებით. σ- და π- ბმების ფორმირების ვარიანტები უკვე განხილულია ზემოთ.
გაჯერება გაგებულია, როგორც ატომების უნარი, შექმნან გარკვეული რაოდენობის ქიმიური ბმები მოლეკულაში. თითოეული ატომისთვის კოვალენტური ბმების რაოდენობა შემოიფარგლება გარე ორბიტალების რაოდენობით.
ბმის პოლარობა დამოკიდებულია ატომების ელექტრონეგატიურობის მნიშვნელობებში განსხვავებაზე. ის განსაზღვრავს ელექტრონების განაწილების ერთგვაროვნებას ატომების ბირთვებს შორის. კოვალენტური ბმა ამ საფუძველზე შეიძლება იყოს პოლარული ან არაპოლარული.
- თუ საერთო ელექტრონული წყვილი თანაბრად ეკუთვნის თითოეულ ატომს და მდებარეობს მათი ბირთვებიდან ერთსა და იმავე მანძილზე, მაშინ კოვალენტური ბმა არაპოლარულია.
- თუ ელექტრონების საერთო წყვილი გადაინაცვლებს ერთ-ერთი ატომის ბირთვში, მაშინ წარმოიქმნება კოვალენტური პოლარული ქიმიური ბმა.
პოლარიზაცია გამოიხატება ბმა ელექტრონების გადაადგილებით გარე ელექტრული ველის მოქმედებით, რომელიც შეიძლება მიეკუთვნებოდეს სხვა ნაწილაკს, იმავე მოლეკულის მეზობელ ობლიგაციებს ან მომდინარეობდეს ელექტრომაგნიტური ველების გარე წყაროებიდან. ასე რომ, კოვალენტურ კავშირს მათი გავლენის ქვეშ შეუძლია შეცვალოს მისი პოლარობა.
ორბიტალების ჰიბრიდიზაციის პირობებში გვესმის მათი ფორმების ცვლილება ქიმიური ბმის განხორციელებაში. ეს აუცილებელია ყველაზე ეფექტური გადახურვის მისაღწევად. არსებობს ჰიბრიდიზაციის შემდეგი ტიპები:
- sp3. ერთი s- და სამი p-ორბიტალი ქმნიან ოთხსიგივე ფორმის „ჰიბრიდული“ორბიტალები. გარეგნულად ის წააგავს ტეტრაედრონს, რომლის ღერძებს შორის კუთხეა 109 °.
- sp2. ერთი s- და ორი p-ორბიტალი ქმნიან ბრტყელ სამკუთხედს, რომლის კუთხე ღერძებს შორის არის 120°.
- sp. ერთი s- და ერთი p-ორბიტალი ქმნიან ორ „ჰიბრიდულ“ორბიტალს მათ ღერძებს შორის კუთხით 180°.
მეტალის ბმული
მეტალის ატომების სტრუქტურის თავისებურებაა საკმაოდ დიდი რადიუსი და ელექტრონების მცირე რაოდენობის არსებობა გარე ორბიტალებში. შედეგად, ასეთ ქიმიურ ელემენტებში, ბირთვსა და ვალენტურ ელექტრონებს შორის კავშირი შედარებით სუსტია და ადვილად იშლება.
მეტალის ბმა არის ასეთი ურთიერთქმედება ლითონის ატომ-იონებს შორის, რომელიც ხორციელდება დელოკალიზებული ელექტრონების დახმარებით.
ლითონის ნაწილაკებში ვალენტურ ელექტრონებს შეუძლიათ ადვილად დატოვონ გარე ორბიტალები, ასევე დაიკავონ მათზე ცარიელი ადგილები. ამრიგად, სხვადასხვა დროს ერთი და იგივე ნაწილაკი შეიძლება იყოს ატომი და იონი. მათგან მოწყვეტილი ელექტრონები თავისუფლად მოძრაობენ კრისტალური მედის მთელ მოცულობაში და ახორციელებენ ქიმიურ კავშირს.
ამ ტიპის ბმას აქვს მსგავსება იონურ და კოვალენტურთან. ისევე როგორც იონისთვის, იონები აუცილებელია მეტალის ბმის არსებობისთვის. მაგრამ თუ პირველ შემთხვევაში ელექტროსტატიკური ურთიერთქმედების განსახორციელებლად საჭიროა კათიონები და ანიონები, მაშინ მეორეში უარყოფითად დამუხტული ნაწილაკების როლს ელექტრონები ასრულებენ. თუ მეტალურ კავშირს შევადარებთ კოვალენტურ კავშირს, მაშინ ორივეს წარმოქმნას საერთო ელექტრონები სჭირდება. თუმცა, inპოლარული ქიმიური ბმისგან განსხვავებით, ისინი არ არიან ლოკალიზებული ორ ატომს შორის, მაგრამ მიეკუთვნებიან კრისტალური მედის ყველა ლითონის ნაწილაკს.
მეტალის ბმები პასუხისმგებელია თითქმის ყველა ლითონის განსაკუთრებულ თვისებებზე:
- პლასტიურობა, წარმოდგენილია ატომების ფენების გადაადგილების შესაძლებლობის გამო კრისტალურ ქსელში, რომელსაც იკავებს ელექტრონული აირი;
- მეტალის ბზინვარება, რომელიც შეინიშნება ელექტრონების სინათლის სხივების არეკვლის გამო (ფხვნილის მდგომარეობაში არ არის ბროლის ბადე და, შესაბამისად, ელექტრონები მოძრაობენ მის გასწვრივ);
- ელექტრული გამტარობა, რომელსაც ახორციელებს დამუხტული ნაწილაკების ნაკადი და ამ შემთხვევაში მცირე ელექტრონები თავისუფლად მოძრაობენ დიდ მეტალის იონებს შორის;
- თბოგამტარობა, დაფიქსირდა ელექტრონების სითბოს გადაცემის უნარის გამო.
წყალბადის ბმა
ამ ტიპის ქიმიურ კავშირს ზოგჯერ უწოდებენ შუალედს კოვალენტურ და ინტერმოლეკულურ ურთიერთქმედებას შორის. თუ წყალბადის ატომს აქვს კავშირი ერთ-ერთ ძლიერ ელექტროუარყოფით ელემენტთან (როგორიცაა ფოსფორი, ჟანგბადი, ქლორი, აზოტი), მაშინ მას შეუძლია შექმნას დამატებითი ბმა, რომელსაც ეწოდება წყალბადი.
ეს გაცილებით სუსტია, ვიდრე ყველა ზემოთ განხილული ბმა (ენერგია არ არის 40 კჯ/მოლზე მეტი), მაგრამ მისი უგულებელყოფა არ შეიძლება. ამიტომ წყალბადის ქიმიური ბმა დიაგრამაზე წყვეტილ ხაზს ჰგავს.
წყალბადის ბმის გაჩენა შესაძლებელია დონორ-მიმღები ელექტროსტატიკური ურთიერთქმედების გამო ერთდროულად. ღირებულებებში დიდი განსხვავებაელექტრონეგატიურობა იწვევს ჭარბი ელექტრონის სიმკვრივის გამოჩენას ატომებზე O, N, F და სხვებზე, აგრეთვე მის ნაკლებობას წყალბადის ატომზე. იმ შემთხვევაში, თუ ასეთ ატომებს შორის ქიმიური კავშირი არ არსებობს, მიზიდულობის ძალები აქტიურდება, თუ ისინი საკმარისად ახლოს არიან. ამ შემთხვევაში, პროტონი არის ელექტრონული წყვილის მიმღები, ხოლო მეორე ატომი არის დონორი.
წყალბადის კავშირი შეიძლება მოხდეს როგორც მეზობელ მოლეკულებს შორის, მაგალითად, წყალს, კარბოქსილის მჟავებს, სპირტებს, ამიაკას და მოლეკულაში, მაგალითად, სალიცილის მჟავას შორის.
წყალბადის ბმის არსებობა წყლის მოლეკულებს შორის ხსნის მის უნიკალურ ფიზიკურ თვისებებს:
- მისი სითბური სიმძლავრის, დიელექტრიკული მუდმივის, დუღილისა და დნობის წერტილების მნიშვნელობები, გამოთვლების შესაბამისად, გაცილებით ნაკლები უნდა იყოს რეალურზე, რაც აიხსნება მოლეკულების შეერთებით და დახარჯვის საჭიროებით. ენერგია მოლეკულური წყალბადის ბმების გასაწყვეტად.
- სხვა ნივთიერებებისგან განსხვავებით, როდესაც ტემპერატურა იკლებს, წყლის მოცულობა იზრდება. ეს გამოწვეულია იმით, რომ მოლეკულები იკავებენ გარკვეულ პოზიციას ყინულის კრისტალურ სტრუქტურაში და შორდებიან ერთმანეთს წყალბადური ბმის სიგრძით.
ეს კავშირი განსაკუთრებულ როლს თამაშობს ცოცხალი ორგანიზმებისთვის, რადგან მისი არსებობა ცილის მოლეკულებში განსაზღვრავს მათ განსაკუთრებულ სტრუქტურას და, შესაბამისად, მათ თვისებებს. გარდა ამისა, ნუკლეინის მჟავები, რომლებიც ქმნიან დნმ-ის ორმაგ სპირალს, ასევე დაკავშირებულია ზუსტად წყალბადის ბმებით.
კომუნიკაციები კრისტალებში
მყართა აბსოლუტურ უმრავლესობას აქვს ბროლის ბადე - სპეციალურინაწილაკების ურთიერთგანლაგება, რომლებიც ქმნიან მათ. ამ შემთხვევაში შეინიშნება სამგანზომილებიანი პერიოდულობა და ატომები, მოლეკულები ან იონები განლაგებულია კვანძებში, რომლებიც დაკავშირებულია წარმოსახვითი ხაზებით. ამ ნაწილაკების ბუნებიდან და მათ შორის კავშირებიდან გამომდინარე, ყველა კრისტალური სტრუქტურა იყოფა ატომურ, მოლეკულურ, იონურ და მეტალურებად.
იონური ბროლის ბადის კვანძებში არის კათიონები და ანიონები. უფრო მეტიც, თითოეულ მათგანს გარს აკრავს იონების მკაცრად განსაზღვრული რაოდენობა მხოლოდ საპირისპირო მუხტით. ტიპიური მაგალითია ნატრიუმის ქლორიდი (NaCl). მათ აქვთ მაღალი დნობის წერტილი და სიმტკიცე, რადგან მათ დიდი ენერგია სჭირდებათ გატეხვისთვის.
კოვალენტური ბმის მიერ წარმოქმნილი ნივთიერებების მოლეკულები განლაგებულია მოლეკულური კრისტალური მედის კვანძებში (მაგალითად, I2). ისინი ერთმანეთთან დაკავშირებულია სუსტი ვან დერ ვაალსის ურთიერთქმედებით და, შესაბამისად, ასეთი სტრუქტურის განადგურება ადვილია. ასეთ ნაერთებს აქვთ დაბალი დუღილის და დნობის წერტილი.
ატომური კრისტალური ბადე წარმოიქმნება ქიმიური ელემენტების ატომებით მაღალი ვალენტური მნიშვნელობებით. ისინი დაკავშირებულია ძლიერი კოვალენტური ბმებით, რაც ნიშნავს, რომ ნივთიერებებს აქვთ მაღალი დუღილის წერტილი, დნობის წერტილები და მაღალი სიმტკიცე. ამის მაგალითია ბრილიანტი.
ამგვარად, ქიმიკატებში ნაპოვნი ყველა სახის ბმას აქვს საკუთარი მახასიათებლები, რაც ხსნის მოლეკულებსა და ნივთიერებებში ნაწილაკების ურთიერთქმედების სირთულეებს. ნაერთების თვისებები მათზეა დამოკიდებული. ისინი განსაზღვრავენ გარემოში მიმდინარე ყველა პროცესს.