KOJE SU RAZINE ORGANIZACIJE MATERIJE? (S PRIMJERIMA) - ZNANOST

Na razinama organizacije materije su oni fizičke manifestacije koje čine svemir u svojim različitim masovnim razmjerima. Iako se mnogi fenomeni mogu objasniti iz fizike, postoje regije ove ljestvice koje su relevantnije za studije kemije, biologije, mineralogije, ekologije, astronomije i drugih prirodnih znanosti.

U osnovi materije imamo subatomske čestice, koje proučava fizika čestica. Penjeći se koracima vaše organizacije, ulazimo u područje kemije, a zatim prelazimo na biologiju; Od raspadnute i energetske materije čovjek može završiti promatranje mineraloških tijela, živih organizama i planeta.

Razine organizacije materije su integrirane i kohezivne za definiranje tijela jedinstvenih svojstava. Na primjer, stanična razina sastoji se od subatomske, atomske, molekularne i stanične, ali ima različita svojstva od svih njih. Isto tako, gornje razine imaju različita svojstva.

Koje su razine organizacije materije?

Predmet je organiziran u sljedećim razinama:

Subatomska razina

Započinjemo s najnižim stepenom: s česticama manjim od samog atoma. Ovaj je korak predmet proučavanja u fizici čestica. Na vrlo pojednostavljen način imamo kvarkove (gore i dolje), leptone (elektrone, muone i neutrine) i nukleone (neutrone i protone).

Masa i veličina ovih čestica toliko su zanemarive da se konvencionalna fizika ne prilagođava njihovom ponašanju, zbog čega ih je potrebno proučavati s prizmom kvantne mehanike.

Atomska razina

Još uvijek u području fizike (atomske i nuklearne) nalazimo da se neke iskonske čestice ujedinjuju kroz snažne interakcije kako bi stvorile atom. Ovo je jedinica koja definira kemijske elemente i čitavu periodičnu tablicu. Atomi se u osnovi sastoje od protona, neutrona i elektrona. Na sljedećoj slici možete vidjeti reprezentaciju atoma, s protonovima i neutronima u jezgri i s vanjskim elektronima:

Protoni su odgovorni za pozitivan naboj jezgre, koji zajedno s neutronima čini gotovo cjelokupnu masu atoma. Elektroni su, s druge strane, odgovorni za atomski negativni naboj, raspršen oko jezgre u elektronski gustim područjima koja se nazivaju orbitala.

Atomi se međusobno razlikuju po broju protona, neutrona i elektrona koje imaju. Međutim, protoni definiraju atomski broj (Z), koji je zauzvrat karakterističan za svaki kemijski element. Dakle, svi elementi imaju različite količine protona, pa se njihov redoslijed može vidjeti rastućim redoslijedom u periodičnoj tablici.

Molekularna razina

Molekula vode daleko je najslavnija i iznenađujuća od svih. Izvor: DiamondCoder

Na molekularnoj razini ulazimo u područje kemije, fizikohemije i, malo udaljenije, farmacije (sinteza lijekova).

Atomi mogu međusobno komunicirati kemijskim povezivanjem. Kad je ta veza kovalentna, to jest s što je moguće ravnopravnijom dijeljenjem elektrona, atomi se kažu da su spojeni i stvaraju molekule.

S druge strane, metalni atomi mogu komunicirati kroz metalnu vezu, bez definiranja molekula; ali da kristali.

Nastavljajući s kristalima, atomi mogu izgubiti ili dobiti elektrone da postanu kationi, odnosno anioni. Ova dvojica tvore duo poznat kao ioni. Također, neke molekule mogu steći električni naboj, nazivajući se molekularnim ili poliatomskim ionima.

Iz iona i njihovih kristala nastaju ogromne količine, minerali koji sačinjavaju i obogaćuju zemljinu koru i plašt.

Ova krupna molekula polifenilen dendrimer primjer je makromolekule. Izvor: M kamen na Wikipediji na engleskom jeziku

Ovisno o broju kovalentnih veza, neke su molekule masivnije od drugih. Kad ove molekule imaju strukturnu i ponavljajuću jedinicu (monomera), kažu da su makromolekule. Među njima, na primjer, imamo proteine, enzime, polisaharide, fosfolipide, nukleinske kiseline, umjetne polimere, asfaltene itd.

Potrebno je naglasiti da nisu sve makromolekule polimeri; ali svi su polimeri makromolekule.

Ovaj ikosaedrski grozd (100) molekula vode drži se svojim vodikovim vezama. Ovo je primjer supramolekule kojom upravljaju Van der Walls interakcije. Izvor: Danski14

Još uvijek na molekularnoj razini molekule i makromolekule mogu se agregirati kroz Van der Walls interakcije kako bi tvorile konglomerate ili komplekse nazvane supramolekule. Među najpoznatijim imamo micele, vezikule i dvoslojni lipidni zid.

Supramolekule mogu imati veličine i molekularne mase manje ili veće od makromolekula; Međutim, njihove nekovalentne interakcije strukturne su baze bezbroj bioloških, organskih i anorganskih sustava.

Stanica organele u stanicama

Reprezentacija mitohondrija, jednog od najvažnijih staničnih organela.

Supramolekule se razlikuju po svojoj kemijskoj prirodi, zbog čega se one koheziraju jedna s drugom na karakterističan način kako bi se prilagodile okolišu koji ih okružuje (vodenim u slučaju stanica).

Tada se pojavljuju različite organele (mitohondrije, ribosomi, jezgra, Golgijev aparat itd.), A svaki je predodređen da ispuni specifičnu funkciju unutar kolosalne žive tvornice koju poznajemo kao stanicu (eukariotsku i prokariotsku): "atom" života.

Razina stanica

Primjer eukariotske ćelije (životinjske stanice) i njenih dijelova (Izvor: Alejandro Porto putem Wikimedia Commons)

Na staničnoj razini dolazi u igru biologija i biokemija (pored ostalih srodnih znanosti). U tijelu postoji klasifikacija stanica (eritrociti, leukociti, sperma, jajašca, osteociti, neuroni itd.). Stanica se može definirati kao osnovna jedinica života i postoje dvije glavne vrste: eukarioti i prokatioti.

Višećelijska razina

Razlikovani skupovi stanica definiraju tkiva, od kojih tkiva potječu organi (srce, gušterača, jetra, crijeva, mozak), a na kraju organi integriraju različite fiziološke sustave (respiratorni, cirkulacijski, probavni, živčani, endokrini itd.). Ovo je višećelijska razina. Na primjer, skup tisuća stanica čini srce:

U ovoj je fazi teško proučiti fenomene s molekularnog stajališta; iako su farmacija, supramolekularna kemija usmjerena na medicinu i molekularnu biologiju, održavaju ovu perspektivu i prihvaćaju takve izazove.

organizmi

Ovisno o vrsti stanice, DNK i genetskim čimbenicima, stanice dovode do izgradnje organizama (biljnih ili životinjskih), od kojih smo već spomenuli ljudsko biće. To je životni korak, čija je složenost i prostranstvo nezamisliva čak i danas. Na primjer, tigar se smatra pandom smatra se organizmom.

Razina stanovništva

Grozdovi ovih leptira monarha pokazuju kako se organizmi udružuju u populaciju. Izvor: Pixnio.

Organizmi reagiraju na okolišne uvjete i prilagođavaju se stvaranjem populacije za opstanak. Svaku populaciju proučava jedna od mnogih grana prirodnih znanosti, kao i zajednice koje iz njih proizlaze. Imamo insekte, sisavce, ptice, ribe, alge, vodozemce, paučine, hobotnice i mnoge druge. Na primjer, skup leptira čini populaciju.

ekosustav

Ekosustava. Izvor: Autor LA turrita, iz Wikimedia Commons

Ekosustav uključuje odnose između biotskih čimbenika (koji imaju život) i abiotskih faktora (neživot). Sastoji se od zajednice različitih vrsta koje dijele isto mjesto za život (stanište) i koje koriste abiotske komponente da bi preživjele.

Voda, zrak i tlo (minerali i stijene) definiraju abiotske komponente ("bez života"). U međuvremenu, biotičke sastavnice čine sva živa bića u svom izrazu i razumijevanju, od bakterija do slonova i kitova, koji komuniciraju s vodom (hidrosfera), zrakom (atmosferom) ili tlom (litosfera).

Skup ekosustava cijele Zemlje čini sljedeću razinu; biosfera.

Biosfera

Dijagram atmosfere Zemlje, hidrosfere, litosfere i biosfere. Izvor: Bojana Petrović, iz Wikimedia Commons

Biosfera je razina sastavljena od svih živih bića koja žive na planeti i njihovih staništa.

Vraćajući se nakratko na molekularnu razinu, same molekule mogu sačiniti smjese pretjeranih dimenzija. Na primjer, oceani nastaju molekulom vode, H ₂ O. Zauzvrat, atmosferu stvaraju plinovite molekule i plemeniti plinovi.

Sve planete pogodne za život imaju vlastitu biosferu; iako su atom ugljika i njegove veze nužno njegov temelj, bez obzira koliko razvijena njegova bića.

Ako želite nastaviti uzlaziti ljestvicu materije, konačno bismo ušli u visine astronomije (planete, zvijezde, bijeli patuljci, maglice, crne rupe, galaksije).

Reference

Whitten, Davis, Peck i Stanley. (2008). Kemija (8. izd.). CENGAGE Učenje.
Shiver & Atkins. (2008). Neorganska kemija. (Četvrto izdanje). Mc Graw Hill.
Susana G. Morales Vargas. (2014). Razine organizacije materije. Oporavak od: uaeh.edu.mx
Tania. (4. studenog 2018.). Razina organiziranosti materije. Oporavak od: scienceskeptic.com
Šaptač. (2019). Koje su razine organizacije materije? Oporavilo od: apuntesparaestudiar.com

KOJE SU RAZINE ORGANIZACIJE MATERIJE? (S PRIMJERIMA) - ZNANOST - 2026