Plik poziomy organizacji materii To te fizyczne manifestacje, które tworzą Wszechświat w jego różnych skalach masowych. Chociaż, chociaż wiele zjawisk można wytłumaczyć na podstawie fizyki, istnieją rejony tej skali, które bardziej odpowiadają studiom z chemii, biologii, mineralogii, ekologii, astronomii i innych nauk przyrodniczych..
U podstaw materii mamy cząstki subatomowe, badane przez fizykę cząstek. Wspinając się po szczeblach swojej organizacji wchodzimy na dziedzinę chemii, a następnie docieramy do biologii; z zdezintegrowanej i energetycznej materii kończy się obserwacja ciał mineralogicznych, organizmów żywych i planet.
Poziomy organizacji materii są zintegrowane i spójne, aby zdefiniować ciała o unikalnych właściwościach. Na przykład poziom komórkowy składa się z elementów subatomowych, atomowych, molekularnych i komórkowych, ale ma inne właściwości niż wszystkie. Podobnie, wyższe poziomy mają różne właściwości.
Przedmiot jest podzielony na następujące poziomy:
Zaczynamy od najniższego szczebla: z cząstkami mniejszymi niż sam atom. Ten krok jest przedmiotem badań w fizyce cząstek elementarnych. W bardzo uproszczony sposób mamy kwarki (góra i dół), leptony (elektrony, miony i neutrina) oraz nukleony (neutrony i protony).
Masa i rozmiar tych cząstek są tak znikome, że konwencjonalna fizyka nie dostosowuje się do ich zachowania, dlatego konieczne jest zbadanie ich przez pryzmat mechaniki kwantowej..
Wciąż w dziedzinie fizyki (atomowej i jądrowej) odkrywamy, że niektóre pierwotne cząstki łączą się w wyniku silnych oddziaływań, tworząc atom. Jest to jednostka definiująca pierwiastki chemiczne i cały układ okresowy. Atomy składają się zasadniczo z protonów, neutronów i elektronów. Na poniższym obrazie możesz zobaczyć reprezentację atomu, z protonami i neutronami w jądrze i elektronami na zewnątrz:
Za dodatni ładunek jądra odpowiadają protony, które razem z neutronami stanowią prawie całą masę atomu. Z drugiej strony elektrony są odpowiedzialne za ujemny ładunek atomu, rozproszony wokół jądra w obszarach zwanych orbitaliami o dużej gęstości elektronicznej..
Atomy różnią się od siebie liczbą posiadanych protonów, neutronów i elektronów. Jednak protony definiują liczbę atomową (Z), która z kolei jest charakterystyczna dla każdego pierwiastka chemicznego. Zatem wszystkie pierwiastki mają różne ilości protonów, a ich uporządkowanie można zobaczyć w rosnącym porządku w układzie okresowym..
Na poziomie molekularnym wkraczamy w dziedzinę chemii, fizykochemii, a nieco bardziej odległa farmację (synteza leków).
Atomy są zdolne do interakcji ze sobą poprzez wiązania chemiczne. Kiedy to wiązanie jest kowalencyjne, to znaczy z możliwie najbardziej sprawiedliwym podziałem elektronów, mówi się, że atomy połączyły się, dając początek cząsteczkom.
Z drugiej strony, atomy metalu mogą oddziaływać za pomocą wiązania metalicznego, bez definiowania cząsteczek; ale tak, kryształy.
Kontynuując z kryształami, atomy mogą stracić lub zyskać elektrony, aby stać się odpowiednio kationami lub anionami. Te dwa tworzą duet znany jako jony. Podobnie, niektóre cząsteczki mogą nabywać ładunki elektryczne, nazywane jonami molekularnymi lub poliatomowymi..
Z jonów i ich kryształów, w ogromnych ilościach, powstają minerały, które tworzą i wzbogacają skorupę i płaszcz ziemi.
W zależności od liczby wiązań kowalencyjnych, niektóre cząsteczki są masywniejsze niż inne. Kiedy te cząsteczki mają powtarzającą się jednostkę strukturalną (monomer), mówi się, że są makrocząsteczkami. Wśród nich mamy na przykład białka, enzymy, polisacharydy, fosfolipidy, kwasy nukleinowe, sztuczne polimery, asfalteny itp..
Należy podkreślić, że nie wszystkie makrocząsteczki są polimerami; ale wszystkie polimery są makrocząsteczkami.
Nadal na poziomie molekularnym cząsteczki i makrocząsteczki mogą agregować się poprzez interakcje Van der Wallsa, tworząc konglomeraty lub kompleksy zwane supramolekułami. Do najbardziej znanych należą micele, pęcherzyki oraz dwuwarstwowa ściana lipidowa.
Supramolekuły mogą mieć rozmiary i masy cząsteczkowe mniejsze lub większe niż makrocząsteczki; Jednak ich niekowalencyjne interakcje stanowią podstawę strukturalną niezliczonych systemów biologicznych, organicznych i nieorganicznych..
Supramolekuły różnią się chemicznym charakterem, dlatego współistnieją ze sobą w charakterystyczny sposób dostosowując się do otaczającego je środowiska (wodnego w przypadku komórek)..
To wtedy pojawiają się różne organelle (mitochondria, rybosomy, jądro, aparat Golgiego itp.), Z których każdy przeznaczony jest do spełnienia określonej funkcji w kolosalnej, żywej fabryce, którą znamy jako komórka (eukariotyczna i prokariotyczna): „atom” życie.
Na poziomie komórkowym w grę wchodzą biologia i biochemia (oprócz innych pokrewnych nauk). W organizmie istnieje klasyfikacja komórek (erytrocyty, leukocyty, plemniki, zalążki, osteocyty, neurony itp.). Komórkę można zdefiniować jako podstawową jednostkę życia i wyróżnia się dwa główne typy: eukarionty i prokacjoty.
Wyróżnione zestawy komórek określają tkanki, z których powstają narządy (serce, trzustka, wątroba, jelita, mózg), a ostatecznie narządy integrują różne układy fizjologiczne (oddechowy, krążeniowy, pokarmowy, nerwowy, hormonalny itp.). To jest poziom wielokomórkowy. Na przykład zestaw tysięcy komórek tworzy serce:
Już na tym etapie trudno jest badać zjawiska z molekularnego punktu widzenia; chociaż farmacja, chemia supramolekularna ukierunkowana na medycynę i biologia molekularna zachowują tę perspektywę i akceptują takie wyzwania.
W zależności od rodzaju komórki, DNA i czynników genetycznych, komórki ostatecznie budują organizmy (roślinne lub zwierzęce), o których już wspominaliśmy. To odskocznia życia, której złożoność i ogrom są niewyobrażalne nawet dzisiaj. Na przykład tygrys jest uważany za pandę, uważany za organizm.
Organizmy reagują na warunki środowiskowe i dostosowują się, tworząc populacje umożliwiające przetrwanie. Każda populacja jest badana przez jedną z wielu gałęzi nauk przyrodniczych, a także przez społeczności, które się z nich wywodzą. Mamy owady, ssaki, ptaki, ryby, glony, płazy, pajęczaki, ośmiornice i wiele innych. Na przykład zbiór motyli tworzy populację.
Ekosystem obejmuje relacje między czynnikami biotycznymi (które mają życie) i czynnikami abiotycznymi (nieożywionymi). Składa się ze społeczności różnych gatunków, które dzielą to samo miejsce do życia (siedlisko) i wykorzystują składniki abiotyczne, aby przetrwać.
Woda, powietrze i gleba (minerały i skały) określają składniki abiotyczne („bez życia”). Tymczasem składniki biotyczne składają się ze wszystkich żywych istot w całej ich ekspresji i rozumieniu, od bakterii po słonie i wieloryby, które oddziałują z wodą (hydrosferą), powietrzem (atmosferą) lub glebą (litosfera)..
Zbiór ekosystemów całej Ziemi to kolejny poziom; biosfera.
Biosfera to poziom złożony ze wszystkich żywych istot żyjących na planecie i ich siedliskach.
Wracając na krótko do poziomu molekularnego, same cząsteczki mogą tworzyć mieszaniny o wygórowanych wymiarach. Na przykład oceany są tworzone przez cząsteczkę wody HdwaO. Z kolei atmosferę tworzą cząsteczki gazowe i gazy szlachetne.
Wszystkie planety nadające się do życia mają swoją własną biosferę; chociaż atom węgla i jego wiązania są z konieczności jego fundamentami, bez względu na to, jak wyewoluowały jego stworzenia.
Gdybyśmy chcieli dalej podnosić się w skali materii, w końcu wkroczylibyśmy na wyżyny astronomii (planety, gwiazdy, białe karły, mgławice, czarne dziury, galaktyki).
Jeszcze bez komentarzy