KĀDI IR MATĒRIJAS ORGANIZĀCIJAS LĪMEŅI? (AR PIEMĒRIEM) - ZINĀTNE - 2024

Par organizācijas matērijas līmenis ir tās fiziskās izpausmes, kas veido Visumu tās dažādos masu mērogos. Lai arī daudzas parādības var izskaidrot no fizikas, šajā mērogā ir reģioni, kas vairāk attiecas uz ķīmijas, bioloģijas, mineraloģijas, ekoloģijas, astronomijas un citu dabaszinātņu pētījumiem.

Matērijas pamatā mums ir subatomiskās daļiņas, kuras pētījusi daļiņu fizika. Kāpjot pa jūsu organizācijas soļiem, mēs nonākam ķīmijas jomā un pēc tam nonākam bioloģijā; Sākot no sadalītās un enerģētiskās vielas, mēs novērojam mineraloģiskos ķermeņus, dzīvos organismus un planētas.

Matērijas organizācijas līmeņi ir integrēti un saskaņoti, lai noteiktu unikālo īpašību kopumus. Piemēram, šūnu līmeni veido subatomiskais, atomu, molekulārais un šūnais, taču tam ir atšķirīgas īpašības no visiem tiem. Tāpat augšējiem līmeņiem ir atšķirīgas īpašības.

Kādi ir matērijas organizācijas līmeņi?

Priekšmets tiek organizēts šādos līmeņos:

Subatomiskais līmenis

Mēs sākam ar zemāko pakāpi: ar daļiņām, kas ir mazākas par pašu atomu. Šis solis ir mācību objekts daļiņu fizikā. Ļoti vienkāršotā veidā mums ir kvarki (augšup un lejup), leptoni (elektroni, muoni un neitrīni) un nukleoni (neitroni un protoni).

Šo daļiņu masa un lielums ir tik nenozīmīgi, ka parastā fizika nepielāgojas viņu uzvedībai, tāpēc ir nepieciešams tās izpētīt ar kvantu mehānikas prizmu.

Atomu līmenis

Joprojām fizikas (atomu un kodolieroču) jomā mēs atklājam, ka dažas pirmatnējās daļiņas apvienojas spēcīgā mijiedarbībā, veidojot atomu. Šī ir vienība, kas nosaka ķīmiskos elementus un visu periodisko tabulu. Atomus būtībā veido protoni, neitroni un elektroni. Šajā attēlā jūs varat redzēt atoma attēlojumu ar protoniem un neitroniem kodolā un elektroniem ārpusē:

Protoni ir atbildīgi par kodola pozitīvo lādiņu, kas kopā ar neitroniem veido gandrīz visu atoma masu. Elektroni, no otras puses, ir atbildīgi par atoma negatīvo lādiņu, kas izkliedēts ap kodolu elektroniski blīvos reģionos, kurus sauc par orbitāļiem.

Atomi viens no otra atšķiras ar protonu, neitronu un elektronu skaitu. Tomēr protoni nosaka atomu skaitu (Z), kas savukārt ir raksturīgs katram ķīmiskajam elementam. Tādējādi visiem elementiem ir atšķirīgs protonu daudzums, un to secību periodiskajā tabulā var redzēt pieaugošā secībā.

Molekulārais līmenis

Ūdens molekula ir visizcilākā un pārsteidzošākā no visām. Avots: DiamondCoder

Molekulārā līmenī mēs ieejam ķīmijas, fizikāli ķīmijas un nedaudz attālāku farmācijas (zāļu sintēzes) jomā.

Atomi ir spējīgi mijiedarboties viens ar otru, izmantojot ķīmisku savienojumu. Ja šī saite ir kovalenta, tas ir, ar iespējami vienlīdzīgu elektronu dalījumu, tiek uzskatīts, ka atomi ir apvienojušies, veidojot molekulas.

No otras puses, metālu atomi var mijiedarboties caur metālisko saiti, nenosakot molekulas; bet jā kristāli.

Turpinot kristālus, atomi var zaudēt vai iegūt elektronus, attiecīgi, kļūstot par katjoniem vai anjoniem. Šie divi veido duetu, kas pazīstams kā joni. Arī dažas molekulas var iegūt elektriskos lādiņus, tos sauc par molekulāriem vai poliaatomiskiem joniem.

No joniem un to kristāliem, milzīgā daudzumā, rodas minerāli, kas veido un bagātina zemes garoza un mantijas.

Šī lielgabarīta polifenilēna dendrimēra molekula ir makromolekulas piemērs. Avots: M akmens angļu valodas Vikipēdijā

Atkarībā no kovalento saišu skaita dažas molekulas ir masīvākas nekā citas. Ja šīm molekulām ir strukturāla un atkārtojoša vienība (monomērs), tās tiek uzskatītas par makromolekulām. Starp tiem, piemēram, mums ir olbaltumvielas, fermenti, polisaharīdi, fosfolipīdi, nukleīnskābes, mākslīgie polimēri, asfaltenīni utt.

Jāuzsver, ka ne visas makromolekulas ir polimēri; bet visi polimēri ir makromolekulas.

Šo ūdens molekulu ikosaedrisko kopu (100) tur kopā to ūdeņraža saites. Šis ir supramolekļa piemērs, kuru pārvalda Van der Walls mijiedarbība. Avots: Danski14

Joprojām molekulārā līmenī molekulas un makromolekulas var apvienoties, izmantojot Van der Walls mijiedarbību, veidojot konglomerātus vai kompleksus, ko sauc par supramolekulām. Starp pazīstamākajiem mums ir micellas, pūslīši un divslāņu lipīdu siena.

Supramolekulām var būt lielumi un molekulmasas, kas ir mazākas vai lielākas nekā makromolekulas; Tomēr to nekovalentā mijiedarbība ir neskaitāmas bioloģisko, organisko un neorganisko sistēmu strukturālās bāzes.

Šūnu organelle līmenis

Mitohondriju, viena no svarīgākajām šūnu organellām, pārstāvība.

Supramolekulas atšķiras pēc to ķīmiskās būtības, tāpēc tām raksturīgā veidā kohēzija viena ar otru, lai pielāgotos videi, kas tos ieskauj (šūnu gadījumā - ūdens).

Tas ir, kad parādās dažādas organellas (mitohondriji, ribosomas, kodols, Golgi aparāts utt.), Katrai no tām ir paredzēts kolosālajā dzīvajā rūpnīcā veikt noteiktu funkciju, kuru mēs pazīstam kā šūnu (eikariotu un prokariotu): "atomu" dzīves.

Šūnu līmenis

Eukariotu šūnas (dzīvnieku šūnas) un to daļu piemērs (Avots: Alejandro Porto, izmantojot Wikimedia Commons)

Šūnu līmenī spēlē bioloģiju un bioķīmiju (papildus citām saistītām zinātnēm). Ķermenī ir šūnu klasifikācija (eritrocīti, leikocīti, sperma, olšūnas, osteocīti, neironi utt.). Šūnu var definēt kā dzīves pamatvienību, un ir divi galvenie veidi: eikarioti un prokatioti.

Daudzšūnu līmenis

Atšķirīgas šūnu kopas nosaka audus, no šiem audiem rodas orgāni (sirds, aizkuņģa dziedzeris, aknas, zarnas, smadzenes), un visbeidzot orgāni integrē dažādas fizioloģiskās sistēmas (elpošanas, asinsrites, gremošanas, nervu, endokrīno utt.). Tas ir daudzšūnu līmenis. Piemēram, tūkstošiem šūnu komplekts veido sirdi:

Šajā posmā ir grūti pētīt parādības no molekulārā viedokļa; kaut arī farmācija, supramolekulārā ķīmija, kas koncentrējas uz medicīnu, un molekulārā bioloģija, saglabā šo perspektīvu un pieņem šādus izaicinājumus.

Organismi

Atkarībā no šūnas veida, DNS un ģenētiskajiem faktoriem šūnas nonāk celtniecības organismos (augos vai dzīvniekos), no kuriem mēs jau pieminējām cilvēku. Šis ir dzīves solis, kura sarežģītība un plašums nav iedomājams pat mūsdienās. Piemēram, tīģeri uzskata par pandu, un to uzskata par organismu.

Iedzīvotāju līmenis

Šo monarhu tauriņu kopas parāda, kā organismi asociējas populācijās. Avots: Pixnio.

Organismi reaģē uz vides apstākļiem un pielāgojas, izveidojot populācijas izdzīvošanai. Katru populāciju pēta viena no daudzajām dabaszinātņu nozarēm, kā arī kopienas, kas no tām izriet. Mums ir kukaiņi, zīdītāji, putni, zivis, aļģes, abinieki, zirnekļveidīgie, astoņkāji un daudz ko citu. Piemēram, tauriņu komplekts veido populāciju.

Ekosistēma

Ekosistēma. Avots: Autors LA turrita, no Wikimedia Commons

Ekosistēma ietver attiecības starp biotiskajiem faktoriem (kuriem ir dzīvība) un abiotiskajiem faktoriem (nedzīvības veidiem). To veido dažādu sugu kopiena, kurai ir viena un tā pati dzīves vieta (biotops) un kuras izdzīvošanai izmanto abiotiskus komponentus.

Ūdens, gaiss un augsne (minerāli un ieži) nosaka abiotiskos komponentus ("bez dzīvības"). Tikmēr biotiskos komponentus veido visas dzīvās būtnes visā to izpausmē un izpratnē, sākot no baktērijām līdz ziloņiem un vaļiem, kas mijiedarbojas ar ūdeni (hidrosfēra), gaisu (atmosfēra) vai augsni (litosfēra).

Visas Zemes ekosistēmu kopums veido nākamo līmeni; biosfēra.

Biosfēra

Zemes atmosfēras, hidrosfēras, litosfēras un biosfēras diagramma. Avots: Bojana Petrović, no Wikimedia Commons

Biosfēra ir līmenis, ko veido visas dzīvās būtnes, kas dzīvo uz planētas, un to dzīvotnes.

Īsumā atgriežoties molekulārā līmenī, molekulas pašas var radīt pārmērīgu izmēru maisījumus. Piemēram, okeānus veido ūdens molekula H ₂ O. Savukārt atmosfēru veido gāzveida molekulas un cēlgāzes.

Visām dzīvībai derīgajām planētām ir sava biosfēra; kaut arī oglekļa atoms un tā saites obligāti ir tā pamats, neatkarīgi no tā, cik attīstītas ir tās radības.

Ja vēlaties turpināt augt matērijas skalai, mēs beidzot ieietu astronomijas augstumos (planētas, zvaigznes, baltie punduri, miglāji, melnie caurumi, galaktikas).

Atsauces

1. Vaitens, Deiviss, Peks un Stenlijs. (2008). Ķīmija (8. izd.). CENGAGE mācīšanās.
2. Šiveris un Atkins. (2008). Neorganiskā ķīmija. (Ceturtais izdevums). Mc Graw Hill.
3. Susana G. Morales Vargas. (2014). Lietas organizācijas līmeņi. Atgūts no: uaeh.edu.mx
4. Tanija. (2018. gada 4. novembris). Matērijas organizācijas līmenis. Atgūts no: scientificskeptic.com
5. Paātrinātājs. (2019. gads). Kādi ir matērijas organizācijas līmeņi? Atgūts no: apuntesparaestudiar.com