რამდენიმე ათიათასობით ყველაზე მნიშვნელოვანი ქიმიური ნივთიერება მჭიდროდ შემოვიდა ჩვენს ცხოვრებაში, ტანსაცმელსა და ფეხსაცმელში, ამარაგებს ჩვენს ორგანიზმს სასარგებლო ელემენტებით, გვაძლევს სიცოცხლის ოპტიმალურ პირობებს. ზეთები, ტუტეები, მჟავები, აირები, მინერალური სასუქები, საღებავები, პლასტმასები ქიმიური ელემენტების საფუძველზე შექმნილი პროდუქტების მხოლოდ მცირე ნაწილია.
ეს ქიმიაა. არ იცოდი?
დილით გაღვიძებით ვიბანთ სახეს და ვიხეხავთ კბილებს. საპონი, კბილის პასტა, შამპუნი, ლოსიონები, კრემები ქიმიაზე დაფუძნებული პროდუქტებია. ჩაის ვადუღებთ, ლიმონის ნაჭერს ჭიქაში ვასხამთ - და ვაკვირდებით, როგორ მსუბუქდება სითხე. ჩვენს თვალწინ მიმდინარეობს ქიმიური რეაქცია - რამდენიმე პროდუქტის მჟავა-ტუტოვანი ურთიერთქმედება. აბაზანა და სამზარეულო - თითოეული, თავისებურად, სახლის ან ბინის მინი-ლაბორატორია, სადაც რაღაც ინახება კონტეინერში ან ფლაკონში. რა ნივთიერებას, მათ სახელს ეტიკეტიდან ვიცნობთ: მარილი, სოდა, სითეთრე და ა.შ.
სამზარეულოში მომზადების დროს განსაკუთრებით ბევრი ქიმიური პროცესი ხდება. ტაფები და ქოთნები წარმატებით იშლებაკოლბები და რეტორტები აქ იცვლება და მათთვის გაგზავნილი ყოველი ახალი პროდუქტი ახორციელებს თავის ცალკეულ ქიმიურ რეაქციას, ურთიერთქმედებს იქ მდებარე კომპოზიციასთან. გარდა ამისა, ადამიანი, ჭამს მის მიერ მომზადებულ კერძებს, იწყებს საჭმლის მონელების მექანიზმს. ეს ასევე ქიმიური პროცესია. და ასე ყველაფერში. მთელი ჩვენი ცხოვრება წინასწარ არის განსაზღვრული მენდელეევის პერიოდული ცხრილის ელემენტებით.
გახსენით მაგიდა
თავდაპირველად დიმიტრი ივანოვიჩის მიერ შექმნილი ცხრილი 63 ელემენტისგან შედგებოდა. აი რამდენი მათგანი იყო გახსნილი იმ დროისთვის. მეცნიერმა გააცნობიერა, რომ მან მოახდინა ბუნების წინამორბედების მიერ სხვადასხვა წლებში არსებული და აღმოჩენილი ელემენტების სრული ჩამონათვალი. და ის მართალი აღმოჩნდა. ასზე მეტი წლის შემდეგ, მისი მაგიდა უკვე შედგებოდა 103 ნივთისგან, 2000-იანი წლების დასაწყისისთვის - 109-დან და აღმოჩენები გრძელდება. მეცნიერები მთელს მსოფლიოში იბრძვიან ახალი ელემენტების გამოთვლაზე, რუსი მეცნიერის მიერ შექმნილი ცხრილის საფუძველზე.
მენდელეევის პერიოდული კანონი ქიმიის საფუძველია. ამა თუ იმ ელემენტების ატომების ურთიერთქმედებამ წარმოქმნა ბუნებაში ძირითადი ნივთიერებები. ისინი, თავის მხრივ, მათი ადრე უცნობი და უფრო რთული წარმოებულებია. ნივთიერებების ყველა სახელწოდება, რომელიც დღეს არსებობს, მომდინარეობს იმ ელემენტებიდან, რომლებიც ქიმიური რეაქციების პროცესში შევიდნენ ერთმანეთთან ურთიერთობაში. ნივთიერებების მოლეკულები ასახავს მათში ამ ელემენტების შემადგენლობას, ასევე ატომების რაოდენობას.
თითოეულ ელემენტს აქვს თავისი ასოს სიმბოლო
პერიოდულ სისტემაში ელემენტების სახელები მოცემულია როგორც პირდაპირი, ასევე სიმბოლური თვალსაზრისით. Ჩვენ ვართ მარტოგამოვთქვამთ, ვიყენებთ სხვებს ფორმულების წერისას. ცალკე ჩამოწერეთ ნივთიერებების სახელები და დაათვალიერეთ მათი რამდენიმე სიმბოლო. ის გვიჩვენებს, თუ რა ელემენტებისაგან შედგება პროდუქტი, ამა თუ იმ შემადგენელი ნაწილის რამდენი ატომ შეიძლება სინთეზირდეს თითოეული კონკრეტული ნივთიერების მიერ ქიმიური რეაქციის პროცესში. ყველაფერი საკმაოდ მარტივი და ვიზუალურია, სიმბოლოების არსებობის წყალობით.
ელემენტების სიმბოლური გამოხატვის საფუძველი იყო ელემენტის ლათინური სახელწოდების საწყისი და, უმეტეს შემთხვევაში, ერთ-ერთი მომდევნო ასო. სისტემა შემოგვთავაზა მე-19 საუკუნის დასაწყისში ბერცელიუსმა, ქიმიკოსმა შვედეთიდან. დღეს ერთი ასო გამოხატავს ორი ათეული ელემენტის სახელს. დანარჩენი ორასოიანია. ასეთი სახელების მაგალითები: სპილენძი - Cu (cuprum), რკინა - Fe (ფერუმი), მაგნიუმი - Mg (მაგნიუმი) და ა.შ. ნივთიერებების სახელწოდებაში მოცემულია გარკვეული ელემენტების რეაქციის პროდუქტები, ფორმულებში კი მათი სიმბოლური რიგი.
პროდუქტი უსაფრთხო და არც ისე კარგი
ქიმია ჩვენს ირგვლივ გაცილებით მეტია, ვიდრე ჩვეულებრივი ადამიანი წარმოიდგენს. მეცნიერებას პროფესიონალურად არ ვაკეთებთ, ამას მაინც ყოველდღიურ ცხოვრებაში გვიწევს საქმე. ყველაფერი, რაც ჩვენს მაგიდაზეა, შედგება ქიმიური ელემენტებისაგან. ადამიანის სხეულიც კი შედგება ათობით ქიმიური ნივთიერებისგან.
ბუნებაში არსებული ქიმიკატების სახელები შეიძლება დაიყოს ორ ჯგუფად: გამოიყენება ყოველდღიურ ცხოვრებაში თუ არა. რთული და საშიში მარილები, მჟავები, ეთერის ნაერთები ძალიან სპეციფიკურია და გამოიყენება ექსკლუზიურადპროფესიულ საქმიანობაში. ისინი საჭიროებენ ზრუნვას და სიზუსტეს მათი გამოყენებისას და, ზოგიერთ შემთხვევაში, სპეციალურ ნებართვას. ნივთიერებები, რომლებიც შეუცვლელია ყოველდღიურ ცხოვრებაში, ნაკლებად უვნებელია, მაგრამ მათმა არასწორმა გამოყენებამ შეიძლება გამოიწვიოს სერიოზული შედეგები. აქედან შეგვიძლია დავასკვნათ, რომ უვნებელი ქიმია არ არსებობს. გავაანალიზოთ ძირითადი ნივთიერებები, რომლებთანაც დაკავშირებულია ადამიანის სიცოცხლე.
ბიოპოლიმერი, როგორც სხეულის სამშენებლო მასალა
სხეულის მთავარი ფუნდამენტური კომპონენტია ცილა - პოლიმერი, რომელიც შედგება ამინომჟავებისა და წყლისგან. ის პასუხისმგებელია უჯრედების, ჰორმონალური და იმუნური სისტემების, კუნთების მასის, ძვლების, ლიგატების, შინაგანი ორგანოების ფორმირებაზე. ადამიანის სხეული მილიარდზე მეტი უჯრედისგან შედგება და თითოეულს სჭირდება ცილა ან, როგორც მას ასევე უწოდებენ, ცილა. ზემოაღნიშნულიდან გამომდინარე, დაასახელეთ ნივთიერებები, რომლებიც უფრო შეუცვლელია ცოცხალი ორგანიზმისთვის. სხეულის საფუძველი არის უჯრედი, უჯრედის საფუძველი ცილაა. სხვა არ არის მოცემული. ცილის ნაკლებობა, ისევე როგორც მისი ჭარბი რაოდენობა, იწვევს ორგანიზმის ყველა სასიცოცხლო ფუნქციის მოშლას.
დაახლოებით 20 ალფა-ამინომჟავა მონაწილეობს ცილების მშენებლობაში, რომლებიც ქმნიან მაკრომოლეკულებს პეპტიდური ბმებით. ისინი, თავის მხრივ, წარმოიქმნება ნივთიერებების COOH - კარბოქსილის და NH2 - ამინოჯგუფების ურთიერთქმედების შედეგად. ცილებიდან ყველაზე ცნობილია კოლაგენი. მიეკუთვნება ფიბრილარული ცილების კლასს. პირველი, რომლის სტრუქტურაც შეიქმნა, არის ინსულინი. ქიმიისგან შორს მყოფი ადამიანისთვისაც კი, ეს სახელები ბევრს მეტყველებს. მაგრამ ყველამ არ იცის, რომ ეს ნივთიერებები -ცილები.
არსებითი ამინომჟავები
ცილოვანი უჯრედი შედგება ამინომჟავებისგან - ნივთიერებების სახელწოდება, რომლებსაც აქვთ გვერდითი ჯაჭვი მოლეკულების სტრუქტურაში. მათ წარმოქმნიან: C - ნახშირბადი, N - აზოტი, O - ჟანგბადი და H - წყალბადი. ოცი სტანდარტული ამინომჟავიდან ცხრა შედის უჯრედებში ექსკლუზიურად საკვებით. დანარჩენს ორგანიზმი სინთეზირებს სხვადასხვა ნაერთების ურთიერთქმედების პროცესში. ასაკთან ერთად ან დაავადების არსებობისას ცხრა აუცილებელი ამინომჟავების სია მნიშვნელოვნად ფართოვდება და პირობითად აუცილებელი ამინომჟავებით ივსება.
სულ ცნობილია ხუთასზე მეტი სხვადასხვა ამინომჟავა. ისინი კლასიფიცირდება მრავალი თვალსაზრისით, რომელთაგან ერთი ყოფს მათ ორ ჯგუფად: პროტეინოგენურ და არაპროტეინოგენურ. ზოგიერთი მათგანი შეუცვლელ როლს ასრულებს ორგანიზმის ფუნქციონირებაში, რომელიც არ არის დაკავშირებული ცილის წარმოქმნასთან. ორგანული ნივთიერებების სახელები ამ ჯგუფებში, რომლებიც არის გასაღები: გლუტამატი, გლიცინი, კარნიტინი. ეს უკანასკნელი ემსახურება როგორც ლიპიდების გადამტანს მთელ სხეულში.
ცხიმები: მარტივიც და რთული
სხეულში არსებული ცხიმისმაგვარი ყველა ნივთიერება, რომელსაც ჩვენ ლიპიდებს ან ცხიმებს ვუწოდებდით. მათი მთავარი ფიზიკური თვისება წყალში უხსნადობაა. თუმცა, სხვა ნივთიერებებთან ურთიერთქმედებისას, როგორიცაა ბენზოლი, ალკოჰოლი, ქლოროფორმი და სხვა, ეს ორგანული ნაერთები საკმაოდ ადვილად იშლება. ცხიმებს შორის მთავარი ქიმიური განსხვავება არის მსგავსი თვისებები, მაგრამ განსხვავებული სტრუქტურა. ცოცხალი ორგანიზმის ცხოვრებაში ეს ნივთიერებები პასუხისმგებელნი არიან მის ენერგიაზე. ასე რომ, ერთი გრამი ლიპიდები გამოყოფს დაახლოებით ორმოცი კჯ.
შემოსულების დიდი რაოდენობაცხიმოვანი ნივთიერებების მოლეკულები არ იძლევა მათ მოსახერხებელ და ხელმისაწვდომ კლასიფიკაციას. მთავარი, რაც მათ აერთიანებს, არის მათი დამოკიდებულება ჰიდროლიზის პროცესისადმი. ამ მხრივ ცხიმები საპონიფიცირებადი და არასაპონიფიცირებადია. ნივთიერებების სახელები, რომლებიც ქმნიან პირველ ჯგუფს, იყოფა მარტივ და რთულ ლიპიდებად. მარტივი მოიცავს ცვილის ზოგიერთ სახეობას, ქორესტერინის ეთერებს. მეორე - სფინგოლიპიდები, ფოსფოლიპიდები და რიგი სხვა ნივთიერებები.
ნახშირწყლები, როგორც მესამე ტიპის საკვები
ცოცხალი უჯრედის ძირითადი საკვები ნივთიერებების მესამე ტიპი ცილებთან და ცხიმებთან ერთად არის ნახშირწყლები. ეს არის ორგანული ნაერთები, რომლებიც შედგება H (წყალბადი), O (ჟანგბადი) და C (ნახშირბადი). ნახშირწყლების სტრუქტურა და მათი ფუნქციები ცხიმების მსგავსია. ისინი ასევე ენერგიის წყაროა ორგანიზმისთვის, მაგრამ ლიპიდებისგან განსხვავებით იქ ძირითადად მცენარეული წარმოშობის საკვებით ხვდებიან. გამონაკლისი არის რძე.
ნახშირწყლები იყოფა პოლისაქარიდებად, მონოსაქარიდებად და ოლიგოსაქარიდებად. ზოგი წყალში არ იხსნება, ზოგი კი პირიქით. ქვემოთ მოცემულია უხსნადი ნივთიერებების სახელები. მათ შორისაა ისეთი რთული ნახშირწყლები პოლისაქარიდების ჯგუფიდან, როგორიცაა სახამებელი და ცელულოზა. მათი დაყოფა უფრო მარტივ ნივთიერებებად ხდება საჭმლის მომნელებელი სისტემის მიერ გამოყოფილი წვენების გავლენის ქვეშ.
დანარჩენი ორი ჯგუფის სასარგებლო ნივთიერებები გვხვდება კენკრასა და ხილში წყალში ხსნადი შაქრის სახით, რომელიც შესანიშნავად შეიწოვება ორგანიზმის მიერ. ოლიგოსაქარიდები - ლაქტოზა და საქაროზა, მონოსაქარიდები - ფრუქტოზა და გლუკოზა.
გლუკოზა და ბოჭკოვანი
ისეთების ისეთი სახელები, როგორიცაა გლუკოზა და ბოჭკოვანი, ხშირად გვხვდება ადამიანის ყოველდღიურ ცხოვრებაში.ორივე ნახშირწყლებია. ერთ-ერთი მონოსაქარიდი, რომელსაც შეიცავს ნებისმიერი ცოცხალი ორგანიზმის სისხლი და მცენარეების წვენი. მეორე არის პოლისაქარიდები, რომლებიც პასუხისმგებელია საჭმლის მონელების პროცესზე, სხვა ფუნქციებში ბოჭკო იშვიათად გამოიყენება, მაგრამ ასევე შეუცვლელი ნივთიერებაა. მათი სტრუქტურა და სინთეზი საკმაოდ რთულია. მაგრამ საკმარისია ადამიანმა იცოდეს ორგანიზმის ცხოვრებაში მიღებული ძირითადი ფუნქციები, რათა უგულებელყო მათი გამოყენება.
გლუკოზა უზრუნველყოფს უჯრედებს ისეთი ნივთიერებით, როგორიცაა ყურძნის შაქარი, რომელიც აძლევს ენერგიას მათი რიტმული გლუვი ფუნქციონირებისთვის. გლუკოზის დაახლოებით 70 პროცენტი უჯრედებში შედის საკვებით, დანარჩენი ოცდაათი - ორგანიზმი თავისთავად გამოიმუშავებს. ადამიანის ტვინს ძალიან სჭირდება საკვები წარმოშობის გლუკოზა, ვინაიდან ამ ორგანოს არ შეუძლია გლუკოზის სინთეზირება დამოუკიდებლად. თაფლში მას ყველაზე დიდი რაოდენობით შეიცავს.
ასკორბინის მჟავა არც ისე მარტივია
ბავშვობიდან ყველასთვის ნაცნობი C ვიტამინის წყარო რთული ქიმიური ნივთიერებაა, რომელიც შედგება წყალბადისა და ჟანგბადის ატომებისგან. მათმა ურთიერთქმედებამ სხვა ელემენტებთან შეიძლება მარილების შექმნაც კი გამოიწვიოს - საკმარისია ნაერთში მხოლოდ ერთი ატომის შეცვლა. ამ შემთხვევაში შეიცვლება ნივთიერების დასახელება და კლასი. ასკორბინის მჟავასთან ჩატარებულმა ექსპერიმენტებმა აღმოაჩინეს მისი შეუცვლელი თვისებები ადამიანის კანის აღდგენის ფუნქციაში.
გარდა ამისა, აძლიერებს კანის იმუნურ სისტემას, ხელს უწყობს ატმოსფეროს უარყოფითი ზემოქმედების წინააღმდეგობას. აქვს დაბერების საწინააღმდეგო, მათეთრებელი თვისებები, აფერხებს დაბერებას, ანეიტრალებს თავისუფალ რადიკალებს. შეიცავსციტრუსები, ბულგარული წიწაკა, სამკურნალო მცენარეები, მარწყვი. დაახლოებით ასი მილიგრამი ასკორბინის მჟავა - ოპტიმალური სადღეღამისო დოზა - შეგიძლიათ მიიღოთ ვარდის თეძოს, ზღვის წიწაკის და კივის საშუალებით.
საქმეები ჩვენს ირგვლივ
დარწმუნებულნი ვართ, რომ მთელი ჩვენი ცხოვრება ქიმიაა, რადგან თავად ადამიანი მთლიანად შედგება მისი ელემენტებისაგან. საკვები, ფეხსაცმელი და ტანსაცმელი, ჰიგიენის საშუალებები მხოლოდ მცირე ნაწილია, სადაც ყოველდღიურ ცხოვრებაში ვხვდებით მეცნიერების ნაყოფს. ჩვენ ვიცით მრავალი ელემენტის დანიშნულება და ვიყენებთ მათ ჩვენი სარგებლისთვის. იშვიათ სახლში ვერ იპოვით ბორის მჟავას, ან ჩამქრალ კირს, როგორც ჩვენ ვუწოდებთ, ან კალციუმის ჰიდროქსიდს, როგორც ეს მეცნიერებისთვისაა ცნობილი. სპილენძის სულფატი ფართოდ გამოიყენება ადამიანის მიერ. ნივთიერების სახელწოდება მომდინარეობს მისი ძირითადი კომპონენტის სახელიდან.
ნატრიუმის ბიკარბონატი ჩვეულებრივი საყოფაცხოვრებო სოდაა. ეს ახალი მჟავა არის ძმარმჟავა. ასე რომ, ბუნებრივი ან ცხოველური წარმოშობის ნებისმიერი ელემენტით. ყველა მათგანი შედგება ქიმიური ელემენტების ნაერთებისგან. ყველას არ შეუძლია ახსნას მათი მოლეკულური სტრუქტურა, საკმარისია იცოდეთ ნივთიერების სახელი, დანიშნულება და სწორად გამოიყენოთ იგი.
