כמה עשרות אלפי הכימיקלים החשובים ביותר נכנסו לחיינו, ביגוד והנעלה שלנו, מספקים לגוף שלנו אלמנטים שימושיים ומספקים לנו תנאים אופטימליים לחיים. שמנים, אלקליות, חומצות, גזים, דשנים מינרליים, צבעים, פלסטיק הם רק חלק קטן מהמוצרים הנוצרים על בסיס יסודות כימיים.
זו כימיה. לא ידעת?
מתעוררים בבוקר, אנו שוטפים את הפנים ומצחצחים שיניים. סבון, משחת שיניים, שמפו, קרמים, קרמים הם מוצרים המבוססים על כימיה. אנחנו מבשלים תה, טובלים חתיכת לימון בכוס - ומתבוננים כיצד הנוזל נעשה קל יותר. מול עינינו מתרחשת תגובה כימית - אינטראקציה חומצה-בסיסית של מספר מוצרים. חדר אמבטיה ומטבח - כל אחד, בדרכו, מיני מעבדה של בית או דירה, שבה משהו מאוחסן במיכל או בבקבוקון. איזה חומר, אנחנו מזהים את שמם מהתווית: מלח, סודה, לובן וכו'
במיוחד מתרחשים תהליכים כימיים רבים במטבח במהלך הבישול. מחבתות וסירים בהצלחהכאן מחליפים צלוחיות ורטורטים, וכל מוצר חדש שנשלח אליהם מבצע תגובה כימית נפרדת משלו, תוך אינטראקציה עם ההרכב שנמצא שם. יתר על כן, אדם שאוכל את הכלים שהוכנו על ידו, מתחיל את מנגנון העיכול של המזון. זהו גם תהליך כימי. וכך בכל דבר. כל החיים שלנו נקבעים מראש על ידי יסודות מהטבלה המחזורית של מנדלייב.
שולחן פתוח
בתחילה, הטבלה שיצר דמיטרי איבנוביץ' כללה 63 אלמנטים. זה כמה מהם היו פתוחים עד אז. המדען הבין שהוא סיווג רשימה רחוקה מלהיות מלאה של יסודות הקיימים והתגלו בשנים שונות על ידי קודמיו בטבע. והתברר שהוא צודק. יותר ממאה שנים מאוחר יותר, הטבלה שלו כבר כללה 103 פריטים, בתחילת שנות ה-2000 - מ-109, והגילויים ממשיכים. מדענים ברחבי העולם נאבקים כדי לחשב אלמנטים חדשים, המבוססים על הבסיס - טבלה שנוצרה על ידי מדען רוסי.
החוק המחזורי של מנדלייב הוא הבסיס לכימיה. אינטראקציות בינם לבין עצמם של אטומים של יסודות אלה או אלה יצרו את החומרים הבסיסיים בטבע. אלה, בתורם, הם נגזרות לא ידועות בעבר ומורכבות יותר שלהם. כל שמות החומרים הקיימים כיום מגיעים מיסודות שנכנסו למערכת יחסים זה עם זה בתהליך של תגובות כימיות. מולקולות של חומרים משקפות את הרכב היסודות הללו בהם, כמו גם את מספר האטומים.
לכל רכיב יש סמל אות משלו
בטבלה המחזורית, שם היסודות ניתן הן במונחים מילוליים והן במונחים סמליים. אנחנו לבדאנו מבטאים, אנו משתמשים באחרים בעת כתיבת נוסחאות. רשמו את שמות החומרים בנפרד והסתכלו על מספר סמלים שלהם. הוא מראה מאילו יסודות מורכב המוצר, כמה אטומים של מרכיב כזה או אחר יכול להיות מסונתז בתהליך של תגובה כימית על ידי כל חומר ספציפי. הכל די פשוט וויזואלי, הודות לנוכחות של סמלים.
הבסיס לביטוי הסמלי של היסודות היה האותיות הראשוניות, וברוב המקרים, אחת האותיות הבאות מהשם הלטיני של היסוד. השיטה הוצעה בתחילת המאה ה-19 על ידי ברזליוס, כימאי משוודיה. אות אחת מבטאת היום את שמותיהם של שני תריסר אלמנטים. השאר בני שתי אותיות. דוגמאות לשמות כאלה: נחושת - Cu (cuprum), ברזל - Fe (ferrum), מגנזיום - Mg (מגניום) וכן הלאה. בשם החומרים ניתנים תוצרי התגובה של יסודות מסוימים, ובנוסחאות - הסדרה הסמלית שלהם.
מוצר בטוח ולא כל כך טוב
כימיה סביבנו היא הרבה יותר ממה שהאדם הממוצע יכול לדמיין. לא עושים מדע באופן מקצועי, אנחנו עדיין צריכים להתמודד עם זה בחיי היומיום שלנו. כל מה שנמצא על שולחננו מורכב מיסודות כימיים. אפילו גוף האדם מורכב מעשרות כימיקלים.
ניתן לחלק את שמות הכימיקלים הקיימים בטבע לשתי קבוצות: בשימוש בחיי היומיום או לא. מלחים מורכבים ומסוכנים, חומצות, תרכובות אתר הם מאוד ספציפיים ומשמשים באופן בלעדיבפעילות מקצועית. הם דורשים זהירות ודיוק בשימוש בהם, ובמקרים מסוימים, אישור מיוחד. חומרים הכרחיים בחיי היומיום אינם מזיקים פחות, אך שימוש לא נכון בהם עלול להוביל לתוצאות חמורות. מכאן נוכל להסיק שכימיה לא מזיקה לא קיימת. בואו ננתח את החומרים העיקריים שאליהם קשורים חיי אדם.
ביופולימר כחומר בנייה של הגוף
המרכיב הבסיסי העיקרי בגוף הוא חלבון - פולימר המורכב מחומצות אמינו ומים. הוא אחראי על היווצרות תאים, מערכות הורמונליות וחיסוניות, מסת שריר, עצמות, רצועות, איברים פנימיים. גוף האדם מורכב מיותר ממיליארד תאים, וכל אחד מהם זקוק לחלבון או כפי שהוא נקרא גם חלבון. בהתבסס על האמור לעיל, תן את השמות של חומרים שהם חיוניים יותר עבור אורגניזם חי. הבסיס של הגוף הוא התא, הבסיס של התא הוא החלבון. לא ניתן אחרת. המחסור בחלבון, כמו גם העודף שלו, מובילים להפרעה בכל התפקודים החיוניים של הגוף.
כ-20 חומצות אלפא-אמינו מעורבות בבניית חלבונים, ויוצרות מקרומולקולות על ידי קשרי פפטיד. אלה, בתורם, נוצרים כתוצאה מאינטראקציה של חומרים COOH - קרבוקסיל ו-NH2 - קבוצות אמינו. המפורסם מבין החלבונים הוא קולגן. הוא שייך לקבוצת החלבונים הפיברילרים. הראשון, שמבנהו הוקם, הוא אינסולין. אפילו עבור אדם רחוק מכימיה, השמות האלה מדברים נפח. אבל לא כולם יודעים שהחומרים האלה -חלבונים.
חומצות אמינו חיוניות
תא חלבון מורכב מחומצות אמינו - שמם של חומרים שיש להם שרשרת צד במבנה של מולקולות. הם נוצרים על ידי: C - פחמן, N - חנקן, O - חמצן ו-H - מימן. מתוך עשרים חומצות האמינו הסטנדרטיות, תשע נכנסות לתאים אך ורק עם מזון. השאר מסונתזים על ידי הגוף בתהליך של אינטראקציה של תרכובות שונות. עם הגיל או בנוכחות מחלות, רשימת תשע חומצות האמינו החיוניות מתרחבת באופן משמעותי ומתחדשת בחומצות חיוניות על תנאי.
בסך הכל ידועות יותר מחמש מאות חומצות אמינו שונות. הם מסווגים בדרכים רבות, שאחת מהן מחלקת אותם לשתי קבוצות: פרוטאונוגני ולא פרוטאונוגני. חלקם ממלאים תפקיד שאין לו תחליף בתפקוד הגוף, לא קשור להיווצרות חלבון. שמות החומרים האורגניים בקבוצות אלו, שהם המפתח: גלוטמט, גליצין, קרניטין. האחרון משמש כטרנספורטר של שומנים בכל הגוף.
שמנים: פשוט וקשה
כל החומרים דמויי השומן בגוף היינו קוראים לו שומנים או שומנים. המאפיין הפיזי העיקרי שלהם הוא אי מסיסות במים. עם זאת, באינטראקציה עם חומרים אחרים, כגון בנזן, אלכוהול, כלורופורם ואחרים, תרכובות אורגניות אלו מתפרקות די בקלות. ההבדל הכימי העיקרי בין שומנים הוא תכונות דומות, אך מבנים שונים. בחייו של אורגניזם חי, חומרים אלו אחראים על האנרגיה שלו. אז, גרם אחד של ליפידים מסוגל לשחרר כארבעים קילו ג'יי.
מספר רב של נכנסותמולקולות של חומרים שומניים אינן מאפשרות את הסיווג הנוח והנגיש שלהן. הדבר העיקרי שמאחד אותם הוא היחס שלהם לתהליך ההידרוליזה. מבחינה זו, שומנים ניתנים לסיבון ובלתי ניתנים לסיבון. שמות החומרים היוצרים את הקבוצה הראשונה מחולקים לשומנים פשוטים ומורכבים. פשוט כולל כמה סוגים של שעווה, אסטרים כורסטרול. השני - ספינגוליפידים, פוספוליפידים ועוד מספר חומרים.
פחמימות כסוג השלישי של חומר תזונתי
הסוג השלישי של רכיבי תזונה בסיסיים של תא חי יחד עם חלבונים ושומנים הוא פחמימות. אלו הן תרכובות אורגניות המורכבות מ-H (מימן), O (חמצן) ו-C (פחמן). מבנה הפחמימות ותפקידיהן דומים לאלו של שומנים. הם גם מקורות אנרגיה לגוף, אך בניגוד לליפידים, הם מגיעים לשם בעיקר עם מזון ממקור צמחי. היוצא מן הכלל הוא חלב.
פחמימות מחולקות לפולי-סוכרים, חד-סוכרים ואוליגוסכרידים. חלקם אינם מתמוססים במים, אחרים עושים את ההיפך. להלן שמות של חומרים בלתי מסיסים. אלה כוללים פחמימות מורכבות מקבוצת הפוליסכרידים כמו עמילן ותאית. הפיצול שלהם לחומרים פשוטים יותר מתרחש בהשפעת מיצים המופרשים על ידי מערכת העיכול.
חומרים שימושיים משתי הקבוצות האחרות נמצאים בפירות יער ופירות בצורת סוכרים מסיסים במים, הנספגים בצורה מושלמת בגוף. אוליגוסכרידים - לקטוז וסוכרוז, חד סוכרים - פרוקטוז וגלוקוז.
גלוקוז וסיבים
שמות כאלה של חומרים כמו גלוקוז וסיבים נמצאים לעתים קרובות בחיי היומיום של אדם.שניהם פחמימות. אחד החד-סוכרים הכלולים בדם של כל אורגניזם חי ובמיץ של צמחים. השני הוא מפוליסכרידים, האחראים על תהליך העיכול; בתפקודים אחרים משתמשים בסיבים לעתים רחוקות, אך הם גם חומר הכרחי. המבנה והסינתזה שלהם מורכבים למדי. אבל מספיק שאדם יכיר את התפקידים הבסיסיים שננקטים בחיי הגוף כדי לא להזניח את השימוש בהם.
גלוקוז מספק לתאים חומר כמו סוכר ענבים, שנותן אנרגיה לתפקוד חלק קצבי. כ-70 אחוזים מהגלוקוז נכנסים לתאים עם מזון, שלושים הנותרים - הגוף מייצר בעצמו. המוח האנושי זקוק מאוד לגלוקוז ממקור מזון, מכיוון שאיבר זה אינו מסוגל לסנתז גלוקוז בעצמו. בדבש, הוא כלול בכמות הגדולה ביותר.
חומצה אסקורבית זה לא כל כך פשוט
מוכר לכולם מאז הילדות, המקור של ויטמין C הוא חומר כימי מורכב המורכב מאטומי מימן וחמצן. האינטראקציה שלהם עם יסודות אחרים יכולה אפילו להוביל ליצירת מלחים - מספיק לשנות רק אטום אחד בתרכובת. במקרה זה, השם והמחלקה של החומר ישתנו. ניסויים שבוצעו עם חומצה אסקורבית גילו את תכונותיה שאין להן תחליף בתפקוד של התחדשות העור האנושי.
בנוסף, הוא מחזק את המערכת החיסונית של העור, עוזר להתנגד להשפעות השליליות של האווירה. יש לו תכונות אנטי אייג'ינג, הלבנה, מונע הזדקנות, מנטרל רדיקלים חופשיים. כלול בהדרים, פלפלים, עשבי מרפא, תותים. כמאה מיליגרם של חומצה אסקורבית - המינון היומי האופטימלי - ניתן להשיג עם ורדים, אשחר וקיווי.
דברים סביבנו
אנו משוכנעים שכל חיינו הם כימיה, מכיוון שאדם עצמו מורכב לחלוטין מהיסודות שלה. מזון, הנעלה וביגוד, מוצרי היגיינה הם רק חלק קטן מהמקום בו אנו פוגשים את פירות המדע בחיי היומיום. אנו מכירים את המטרה של אלמנטים רבים ומשתמשים בהם לטובתנו. בבית נדיר לא תמצאו חומצה בורית, או סיד מושפל, כפי שאנו מכנים זאת, או סידן הידרוקסיד, כפי שהוא מוכר למדע. סולפט נחושת נמצא בשימוש נרחב על ידי האדם. שמו של החומר בא מהשם של המרכיב העיקרי שלו.
נתרן ביקרבונט היא סודה ביתית נפוצה. חומצה חדשה זו היא חומצה אצטית. וכך לגבי כל אלמנט ממקור טבעי או מן החי. כולם מורכבים מתרכובות של יסודות כימיים. רחוק מכולם יכולים להסביר את המבנה המולקולרי שלו, מספיק לדעת את השם, המטרה של החומר ולהשתמש בו נכון.
