nivelurile de organizare a materiei Ele sunt acele manifestări fizice care alcătuiesc Universul în diferitele sale scale de masă. Deși, deși multe fenomene pot fi explicate din fizică, există regiuni de această scară care corespund mai mult studiilor de chimie, biologie, mineralogie, ecologie, astronomie și alte științe ale naturii..
La baza materiei avem particule subatomice, studiate de fizica particulelor. Urcând treptele organizației dvs., intrăm în domeniul chimiei și apoi ajungem la biologie; din materia dezintegrată și energetică, se ajunge la observarea corpurilor mineralogice, a organismelor vii și a planetelor.
Nivelurile de organizare a materiei sunt integrate și coezive pentru a defini corpuri cu proprietăți unice. De exemplu, nivelul celular este alcătuit din subatomic, atomic, molecular și celular, dar are proprietăți care sunt diferite de toate. La fel, nivelurile superioare au proprietăți diferite.
Subiectul este organizat în următoarele nivele:
Începem cu treapta cea mai mică: cu particulele mai mici decât atomul în sine. Acest pas face obiectul studiului în fizica particulelor. Într-un mod foarte simplificat, avem quarcii (sus și jos), leptonii (electroni, muoni și neutrini) și nucleonii (neutroni și protoni).
Masa și dimensiunea acestor particule sunt atât de neglijabile încât fizica convențională nu se adaptează la comportamentul lor, așa că este necesar să le studiem cu prisma mecanicii cuantice..
Încă în domeniul fizicii (atomice și nucleare), descoperim că unele particule primordiale se unesc prin interacțiuni puternice pentru a da naștere atomului. Aceasta este unitatea care definește elementele chimice și întregul tabel periodic. Atomii sunt compuși în esență din protoni, neutroni și electroni. În imaginea următoare puteți vedea o reprezentare a unui atom, cu protonii și neutronii din nucleu și electronii din exterior:
Protonii sunt responsabili de sarcina pozitivă a nucleului, care împreună cu neutronii alcătuiesc aproape întreaga masă a atomului. Pe de altă parte, electronii sunt responsabili de sarcina negativă a atomului, difuzată în jurul nucleului în regiuni dense electronice numite orbitali..
Atomii diferă între ei prin numărul de protoni, neutroni și electroni pe care îl au. Cu toate acestea, protonii definesc numărul atomic (Z), care la rândul său este caracteristic pentru fiecare element chimic. Astfel, toate elementele au cantități diferite de protoni, iar ordonarea lor poate fi văzută în ordine crescătoare în tabelul periodic..
La nivel molecular, intrăm în domeniul chimiei, fizico-chimiei și farmaciei puțin mai îndepărtate (sinteza medicamentelor).
Atomii sunt capabili să interacționeze între ei prin legături chimice. Când această legătură este covalentă, adică cu o distribuire cât mai echitabilă a electronilor posibilă, se spune că atomii s-au unit pentru a da naștere moleculelor.
Pe de altă parte, atomii metalici pot interacționa prin intermediul legăturii metalice, fără a defini molecule; dar da cristale.
Continuând cu cristale, atomii pot pierde sau câștiga electroni pentru a deveni cationi sau, respectiv, anioni. Acești doi formează duo-ul cunoscut sub numele de ioni. La fel, unele molecule pot dobândi sarcini electrice, fiind numite ioni moleculari sau poliatomici..
Din ioni și cristalele lor, din cantități uriașe, se nasc minerale, care compun și îmbogățesc scoarța și mantaua pământului.
În funcție de numărul de legături covalente, unele molecule sunt mai masive decât altele. Când aceste molecule au o unitate structurală repetată (monomer), se spune că sunt macromolecule. Printre acestea, de exemplu, avem proteine, enzime, polizaharide, fosfolipide, acizi nucleici, polimeri artificiali, asfaltene etc..
Este necesar să subliniem că nu toate macromoleculele sunt polimeri; dar toți polimerii sunt macromolecule.
Încă la nivel molecular, moleculele și macromoleculele se pot agrega prin interacțiunile Van der Walls pentru a forma conglomerate sau complexe numite supramolecule. Printre cele mai cunoscute avem micelele, veziculele și peretele lipidic cu strat dublu.
Supramoleculele pot avea dimensiuni și mase moleculare mai mici sau mai mari decât macromoleculele; Cu toate acestea, interacțiunile lor non-covalente sunt bazele structurale ale unei nenumărate sisteme biologice, organice și anorganice..
Supramoleculele diferă prin natura lor chimică, motiv pentru care coexistă între ele într-un mod caracteristic pentru a se adapta la mediul care le înconjoară (apoase în cazul celulelor)..
Acesta este momentul în care apar diferite organite (mitocondrii, ribozomi, nucleu, aparat Golgi etc.), fiecare destinată să îndeplinească o funcție specifică în cadrul colosalei fabrici vii pe care o cunoaștem drept celulă (eucariotă și procariotă): „atomul” viata.
La nivel celular, biologia și biochimia (pe lângă alte științe conexe) intră în joc. În organism există o clasificare pentru celule (eritrocite, leucocite, spermatozoizi, ovule, osteocite, neuroni etc.). Celula poate fi definită ca unitatea de bază a vieții și există două tipuri principale: eucariote și procatiote.
Seturi distincte de celule definesc țesuturile, aceste țesuturi originează organe (inimă, pancreas, ficat, intestine, creier), iar în cele din urmă organele integrează diverse sisteme fiziologice (respirator, circulator, digestiv, nervos, endocrin etc.). Acesta este nivelul multicelular. De exemplu, un set de mii de celule alcătuiesc inima:
Deja în această etapă este dificil de studiat fenomenele dintr-un punct de vedere molecular; deși farmacia, chimia supramoleculară axată pe medicină și biologia moleculară, mențin această perspectivă și acceptă astfel de provocări.
În funcție de tipul de celulă, de ADN și de factorii genetici, celulele ajung să construiască organisme (vegetale sau animale), dintre care am menționat deja ființa umană. Aceasta este piatra de temelie a vieții, a cărei complexitate și vastitate este inimaginabilă chiar și astăzi. De exemplu, un tigru este considerat un panda este considerat un organism.
Organismele răspund la condițiile de mediu și se adaptează creând populații pentru a supraviețui. Fiecare populație este studiată de una dintre numeroasele ramuri ale științelor naturii, precum și de comunitățile care derivă din acestea. Avem insecte, mamifere, păsări, pești, alge, amfibieni, arahnide, octopode și multe altele. De exemplu, un set de fluturi formează o populație.
Ecosistemul include relațiile dintre factorii biotici (care au viață) și factorii abiotici (non-viață). Se compune dintr-o comunitate de specii diferite care împărtășesc același loc de locuit (habitat) și care folosesc componente abiotice pentru a supraviețui.
Apa, aerul și solul (minerale și roci) definesc componentele abiotice („fără viață”). Între timp, componentele biotice sunt alcătuite din toate ființele vii în toată expresia și înțelegerea lor, de la bacterii la elefanți și balene, care interacționează cu apa (hidrosfera), aerul (atmosfera) sau solul (litosfera)..
Setul de ecosisteme ale întregului Pământ alcătuiește nivelul următor; biosfera.
Biosfera este nivelul compus din toate ființele vii care trăiesc pe planetă și habitatele lor.
Revenind pe scurt la nivelul molecular, moleculele singure pot compune amestecuri de dimensiuni exorbitante. De exemplu, oceanele sunt formate de molecula de apă, HDouăO. La rândul său, atmosfera este formată din molecule gazoase și gaze nobile.
Toate planetele potrivite pentru viață au propria lor biosferă; deși atomul de carbon și legăturile sale sunt neapărat fundamentele sale, oricât de evoluate ar fi creaturile sale.
Dacă dorim să continuăm să urcăm pe scara materiei, am intra în cele din urmă pe culmile astronomiei (planete, stele, pitici albi, nebuloase, găuri negre, galaxii).
Nimeni nu a comentat acest articol încă.