何千年もの間、科学者たちは生命の謎について考えてきました。つまり、それを作るには何が必要なのでしょうか。ほとんどの古代文化によれば、生命とすべての存在は、自然の基本的な要素、つまり、地球、空気、風、水、火で構成されていました。しかし、やがて、多くの哲学者は、すべてのものが、作成も破壊もできない小さな不可分なもの(つまり粒子)で構成されているという概念を発表し始めました。
しかし、これは主に哲学的な概念であり、原子理論と現代化学の出現まで、科学者は粒子を組み合わせて使用すると、すべてのものの基本的な構成要素を生成すると仮定し始めました。分子は、ラテン語の「モル」(「質量」または「バリア」を意味する)から取られたものと呼ばれています。しかし、現代の粒子理論の文脈で使用されるこの用語は、質量の小さな単位を指します。
意味:
その古典的な定義によれば、分子は、その物質の化学的および物理的特性を保持する物質の最小粒子です。それらは、2つ以上の原子、化学的な力によって一緒に保持された類似または異なる原子のグループで構成されています。
宇宙で発見された単純および複雑な有機(炭素含有)分子に対するアーティストの印象。クレジット:IAC / NASA / NOAO / ESA /ハッブルらせん星雲チーム/ M。 Meixner / STScI /T.A。学長/ NRAO
これは、酸素(O2)のように単一の化学元素の原子で構成されている場合もあれば、水(H2O)のように異なる元素の原子で構成されている場合もあります。物質の成分として、分子は有機物質(したがって生化学)で一般的であり、液体の水や通気性のある雰囲気などの生命を与える要素を可能にするものです。
債券の種類:
分子は、共有結合またはイオン結合の2種類の結合のいずれかによって結合されます。共有結合は、原子間の電子対の共有を伴う化学結合です。そして、それらが形成する結合は、原子間の引力と反発力の安定したバランスの結果であり、共有結合として知られています。
対照的に、イオン結合は、反対に帯電したイオン間の静電引力を伴う化学結合の一種です。この種の結合に関与するイオンは、1つまたは複数の電子を失った原子(陽イオンと呼ばれる)と、1つまたは複数の電子を獲得した原子(陰イオンと呼ばれる)です。共有結合とは対照的に、この移動はエレクトロバランスと呼ばれます。
最も単純な形式では、金属原子(陽イオンとして)と非金属原子(陰イオン)の間でコベラント結合が発生し、塩化ナトリウム(NaCl)や酸化鉄(Fe²O³)などの化合物が生成されます。塩と錆。ただし、アンモニウム(NH)など、より複雑な配置も作成できます。4歳以上)またはメタン(CH4)およびエタン(H³CCH³)。
2つの水素原子と1つの酸素原子で構成される水分子の図。クレジット:britannica.com
研究の歴史
歴史的に、分子理論と原子理論は絡み合っています。 「目立たない単位」で構成されている物質についての最初の記録された言及は、ジャイナ教の実践者がすべてのものがより複雑なオブジェクトを形成するために組み合わされた小さな不可分な要素で構成されているという概念を支持した古代インドで始まりました。
古代ギリシャでは、哲学者レウキッポスと デモクリトス 「物質の最小の不可分な部分」を指すときに「アトモス」という用語を作り出しました。これから、現代のアトムという用語が派生します。
その後、1661年に、自然主義者のロバートボイルは化学に関する論文で次のように主張しました。 懐疑的なキミスト 「-その物質は、地球、空気、風、水、火ではなく、「小体」のさまざまな組み合わせで構成されていました。しかし。これらの観察は哲学の分野に限定されていました。
アントワーヌラヴォワジエが 質量保存の法則 とダルトンの 倍数比例の法則 原子と分子をハードサイエンスの分野に持ち込みました。前者は、元素はそれ以上分解できない基本的な物質であり、後者は、各元素が単一の固有のタイプの原子で構成され、これらが結合して化合物を形成できることを提案しました。
JohnDaltonのANew System of Chemical Philosophy(1808)に描かれているさまざまな原子と分子。クレジット:パブリックドメイン
1865年、ヨハン・ジョセフ・ロシュミットが空気を構成する分子のサイズを測定し、分子にスケール感を与えたとき、さらに大きな恩恵がもたらされました。 1981年の走査型トンネル顕微鏡(STM)の発明により、原子や分子を初めて直接観察することも可能になりました。
今日、私たちの分子の概念は、量子物理学、有機化学、生化学の分野で進行中の研究のおかげでさらに洗練されています。そして、他の世界での生命の探索に関しては、化学の構成要素の組み合わせから出現するために有機分子が何を必要とするかを理解することが不可欠です。
今日の宇宙のために、分子に関する興味深い記事をたくさん書いています。これが 宇宙からの分子は地球上の生命に影響を及ぼした可能性があります 、 プレバイオティクス分子は太陽系外惑星の大気で形成される可能性があります 、 太陽系の外で見つかった有機分子 、 星間空間で見つかった「究極の」プレバイオティクス分子 。
詳細については、チェックアウトしてください ブリタニカ百科事典 の分子に関するページ。
また、宇宙の分子に関するすべての天文学キャストのエピソード全体を録画しました。ここで聞く、 エピソード116:宇宙の分子 。
出典: