Молекула: баяндалышы, тарыхы макаласын оңдоо, толуктоо, тактоо

Молекула — эки же андан ашык химиялык байланыштар менен байланышкан атомдордон калыптанган электр жактан нейтралдуу бөлүкчө.

Макала мазмуну

Жалпы маалымат
Тарыхы

Жалпы маалымат
Дүйнөдөгү бардык нерселер эң майда бөлүкчөлөрдөн — атомдордон, тагыраак айтканда жөн эле атомдордон эмес, атом топторунан турат. Мындай атом топторун молекула деп аташат.

Табияттагы атом курулуштагы материал сыяктуу. Курулуш материалдардын бир аз эле түрүнөн — кыш, тактай, устундан ар түрдүү жүздөгөн үйлөрдү курууга болот. Ал эми атомдун 90 чамалуу түрүнөн табият менен адам ар түрдүү жүздөгөн миң заттарды түзгөн.

Ар бир затта атомдор ар башкача топтолуп, ар кыл молекулаларды пайда кылат. Ар бир заттын өз молекуласы бар. Айрымдарыныкы өтө жөнөкөй. Мисалы, кычкылтектин молекуласы кычкылтектин эки атомунан (O₂), суутектин молекуласы суутектин эки атомунан (H₂) турат. Булар жөнөкөй заттар.
 
Эгер кычкылтек менен суутекти белгилүү бир санда аралаштырып, алынган кошулманы күйгүзсө, суутек менен кычкылтек адегенде атомдорго ажырайт, андан кийин биригип, суунун (H₂O) молекуласын пайда кылат.

Суу татаал зат, анткени эки түрдүү атомдордон куралат. Көмүртек менен суутектин атомдорунан турган молекулалардын касиеттери өзгөчө кызыктуу.

Мындай заттар өтө көп, азыр алардын саны 3 миллиондон ашты, окумуштуулар болсо улам жаңыларын ачып, өздөрү да жаңыларын жасап алууда. Эмне үчүн атомдун эки эле түрүнөн мындай көп сандагы ар түрдүү заттар, демек ар түрдүү молекулалар түзүлөт.

Мунун себеби баарынан мурда мындай молекулалар көмүртек менен суутектин ар кандай сандагы атомдорунан курала алат. Эгер суутектин төрт атому көмүртектин бир атому менен бириксе, анда газ плитасында күйүүчү газ — метан пайда болот.

Суутектин алты атому көмүртектин алты атому менен биригип, суюк зат — бензолдун молекуласын пайда кылат. Молекулалардагы атомдордун саны эле эмес, алардын кандай тартипте жайгашкандыгы да чон мааниге ээ.

Мисалы, бутан жана изобутан деп аталган эки башка зат бар. Алардын молекулалары бирдей сандагы атомдордун — көмүртектин төрт атомунан жана суутектин он атомунан турат.

Бирок бул атомдор ар башкача жайгашкан. Бутандыкы чынжырга окшоп чубалып турат, ал эми изобутандыкы үч бурчтуу жылдызга окшойт.

Өтө татаал молекулалар да бар. Белок, каучук, жыгач сыяктуу заттардын, көптөгөн синтетикалык материалдардын молекулалары жүздөгөн ал тургай миңдеген атомдордон турат.

Заттардын касиеттери эң биринчи кезекте алардын молекуласынын касиеттерине байланыштуу.
 
Эгер молекулалар бири-бири менен начар биригип турса, алардан түзүлгөн зат газ түрүндө болот. Мисалы, суу буусун алалы. Анда молекулалар тез жана эркин кыймылдап, кээде гана кокустан кагылышып калат.

Суу буусун муздатса, суунун молекулалары жай кыймылдап, бири-бири менен бириге баштайт. Ошентип, буу суюктукка айланат. Суюктукта молекулалар бир кыйла тыгызыраак байланышкан, бирок кантсе да, дагы эле эркин кыймылдашат. Температураны 0 градуска чейин түшүрсөк, суу тонуп, катуу кристалл зат — музга айланат.
 
Анда суунун молекулалары бир орундан жылбастан ары-бери термелип гана тура алат. Молекулалар ар кандайча кубулуп өзгөрүшү мүмкүн. Мындай өзгөрүүлөр химиялык реакциялар деп аталат. Алардын жардамы менен жаңы заттарды жана материалдарды алууга болот.

Тарыхы
Заттын эң кичине бөлүкчөсү катары молекула түшүнүгү атомдук идеялар жана химиялык изилдөөлөрдүн өнүгүүсүнүн натыйжасында бир кана кылымдар арасында акырындык менен калыптанган.

Биздин заманга чейин V кылымдагы материянын дискреттик түзүмү тууралуу идея Левкипп жана Демокрит философторуна таандык. Алар, зат бөлүнбөгөн атом (байыркы грекче — бөлүнбөгөн) аттуу бөлүкчөлөрдөн турат деп жоромолдошкон. Бирок, бул гипотезанын эмпирикалык нигизи жок болуп, философиялык концепция бойдон кала берген.

1803-жылы Британиялык химик Джон Дальтон атомдук теория жөнүндө басылмасын жарыялап, химиялык элементтер атомдордон турат, ал эми химиялык реакциялар алардын белгилүү бир өлчөмдө бириктирүүсүнөн чыгат деп жоромолдогон. Бул теория заттын молекулалык түзүмүн түшүнүү түпкүрүн орноткон.

1811-жылы италиялык окумуштуу Амедео Авогадо бирдей көлөмдөгү газдар бирдей шартта бирдей сандагы молекулаларды камтыйт деген гипотезасын сунуштаган. Ошондой эле, ал молекуланын бир нече атомдордон турган жыйындысы деген түшүнүктү киргизген. Ал бул молекуланын жалгыз атомдон турганынан айырмалаган.

1860-жылдары химиктер Фридрих Кекуле, Александр Кульбе жана Якобус Вант-Гофф атомдордун молекулалардагы мейкиндиктүү жайгашуусун көрсөтүүчү химиялык валенттүүлүк жана түзүмдүк формулулар теориясын иштеп чыгышкан. Кекуле, бензолдун циклогександык түзүмүн сунуштап, ал органикалык химияны түшүнүүдөгү маанилүү кадам болгон.

1905—1909-жылдары Альберт Эйнштейн броундук кыймылды теориялык жактан баяндаган, ал эми Жан Перрен эксперименттик жактан аны тастыктаган. Бул молекулалардын жана атомдордун бар экенинин ынандыруучу далили болуп калган.

XX кылымдын башында кванттык механиканын пайда болуусу менен химиялык байланыштардын табиятын түпкүрдүк негизде түшүндүрүү мүмкүнчүлүгүн жаралган. 1930-жылдардагы Лайнус Полингдин валенттик байланыштар жана молекулалык орбиталдар теориялары боюнча эмгектери молекулалардын сандык баяндалышы үчүн негиз салган.

Бүгүнкү күндө молекулалар спектроскопия, рентген түзүмдүк анализ жана башка ыкмалар менен изилденүүдө. Эсептөөчү ыкмалардын өнүгүүсү татаал молекулалык системаларды жогорку тактыкта моделдөөгө мүмкүндүк берет. А бул материал жүргүзүү, фармацевтика жана нанотехнологияларда жаңы горизонтторду ачат.