Помощь школьнику

Асиметрія усередині симетрії

Власне кажучи, симетрія й асиметрія повинні б взаємно виключати одна іншу - як чорний і біле або як день і ніч. Так воно й відбувається насправді, поки симетрія або її антипод розглядаються стосовно тому самому тіла Той факт, що розчини оптично активних речовин обертають площина поляризації в точності так само, як кристали, однозначно доводить, що сам кристалічний стан не може служити причиною цього явища. Адже в розчині кристалів немає. Але як в оптично активному кристалі, так і в розчинах, що володіють цією властивістю, присутні молекули. Кристали, побудовані - подібно металам - з одних тільки атомів, оптично неактивні (крім того, вони непрозорі! ) Високоупорядоченний кристал, що складається з іонів Na + CI - ,теж не діє на минаюче світло. Однак кварц має більше складна будова, чим хлорид натрію.

Кварц - це диоксид кремнію, хімічна формула якого Si 0 2 . Кремній, як і вуглець, перебуває в четвертій групі періодичної системи. А вуглець постійно зображують зі зв'язками: =З= Кремній, що належить до тої ж групи, що й вуглець, також четирехвалентен. Хімія кремнію, подібно хімії вуглецю, досить складна.

Кристалічна структура кварцу являє собою тривимірний каркас із довгих ланцюгів, побудованих у формі кручених сходів. Зрозуміло, кручені сходи повністю асиметричні. Однак вони бувають лево- і правобічними, як зображення і його дзеркальне відбиття. Зв'язані між собою асиметричні ланцюги утворять або лівий, або правий кристал. Відповідно вони впливають на світло У водорозчинних кристалів органічних сполук дзеркальна симетрія молекул простежується як у твердому, так і в розчиненому стані.

Відомий приклад - винна кислота. Вона зустрічається у вигляді лівих і правих кристалів. Відповідно поводиться і її розчин. Під правим напрямком тут завжди розуміється напрямок за годинниковою стрілкою. Таким чином, ліва винна кислота обертає площину поляризації проти годинникової стрілки. Нідерландський физикохимик Якоб Хендрик Вант-Гофф (1852-1911) пояснив таке поводження винної кислоти, виходячи з будови її молекули.

При тому самому хімічному складі можна написати три різні структурні формули винної кислоти. Кожний із двох центральних атомів вуглецю в кожному разі пов'язаний із групою СООН. В органічній хімії ця група - відмітна ознака кислоти. Проковтнувши таблетку аспірину або спробувавши на мову оцет, ви відчуваєте кислуватий смак, він обумовлений саме присутністю групи СООН. Для нас, однак, важливіше правий і лівий зв'язки атомів вуглецю.

Вони зв'язують або атом водню, або групу ВІН. Саме тут криється можливість виникнення двох дзеркально-симетричних варіантів їхнього взаємного розташування й, крім того, третього варіанта, що симетричний сам по собі У книгах по хімії часто можна зустріти позначення L - і D-Винна кислота, похідні від латинських слів laevus - лівий і dexter - правий. Тепер нам уже неважко зміркувати, год та речовина, що носить назва « декстро-енерген», повинне бути оптично активним і притім правовращающим. У молекулі виноградного цукру (торговельне найменування якого і є « декстро-енерген » ) є присутнім ланцюжок з атомів вуглецю, «підвіски» якої можуть бути синтезовані право- або лево- стор онн їм і Вант-Гофф, втім, не користувався такий простий плоскост н ой моделлю, як ми. Він відразу малював її в об'ємному зображенні, що більше відповідає дійсності. Кожний з 4-ех вуглецевих атомів винної кислоти розташований у вершині тетраедра. До цих кутових атомів вуглецю й прив'язані інші атоми, кисневі й водневі Внаслідок цього з одного доконаного платонова т їла (яким є тетраедр) виникають дві різні, дзеркально-симетричні форми. Однак тут, як і в будь-якій області е стествознания, ми не повинні сприймати такі описи б уквально.

Мова йде всього лише про картинки й моделі, назна чение яких - допомогти нам розібратися в тих або інших явле н иях. Щоб легше представити, як з асиметричних молекул раптом виникає симетричний кристал, розглянемо трохи п римеров на площині Раніше під рубриками начебто «У годинники дозвілля» часом зустрічалися завдання, де пропонується розкласти одну плоску фігуру, ска жем шестикутник і утворити з її іншу плоску фігуру, наприклад квадрат. У цьому випадку дві високосимметричние плоскі фігури складаються з однакових асиметричних елементів. У свій час провідним умільцем у такого роду розкладаннях і додаваннях слил австралієць Гарри Линдгрен. Щоб ще більше утруднити рішення подібних завдань, ставиться додаткова умова: обійтися, можливо, меншим числом складених елементів. Линдгрен і інші аматори, увлекавшиеся розкладанням фігур, наважувалися розкладати навіть візерунки кахля.

Як ілюстрація запозичимо розкладання візерунка з восьмиугольников з маленькими квадратами в мотив із квадратів тої ж площі, що й восьмиугольники, причому малі квадрати в новому візерунку зберігаються, але в трохи зміщеному положенні Коли Вант-Гофф опублікував свою теорію про праві й ліві молекули, вона була зустрінута в багнети. Багато хто з його сучасників ніяк не хотіли погодитися з тим, що атоми в молекулі повинні розташовуватися саме так, як їх помістив Вант-Гофф. Однак теорія нідерландського професора давала єдино задовільне пояснення обертанню поляризованого світла, тому вона все-таки одержала визнання. Тим часом хіміки розробили методи прямого визначення форми молекул.

І ми тепер знаємо, що Вант-Гофф був прав Асиметрія в природі Природа завжди відбирає серед безлічі варіантів ті, які простіше й надійніше всього забезпечують життя і її продовження. Природно, її дії відмінні від дій людини, що відшукує потрібне слово в словнику або рішення завдання в підручнику. Вона просто наосліп відтворює всі рішення, як вірні, так і помилкові, покладаючись на те, що найкраще з них проб'є собі дорогу, виживе в процесі еволюції, протягом сотень тисяч або мільйонів років.

Подібно тому, як це відбувається й у техніку (тут вуж, звичайно, не без допомоги людини), у живій природі перемагає те, що найбільше просто й надійно Одна з найважливіших передумов життя - спадковість. Нащадками коней знову й знову повинні бути коня. І у своїх основних рисах вони повинні походити на батьків Австрійський натураліст Грегор И. Мендель (1822- 1884) в 1860 р. на підставі своїх знаменитих досвідів по гібридизації сортів гороху дійшов висновку, що діти половину спадкоємних факторів одержують від одного з батьків, а половину - від іншого.

Завдяки успіхам сучасної мікробіології ми досить чітко уявляємо собі, як це здійснюється за допомогою носіїв спадковості - генів Ми повернулися до моделі генної спіралі, побудованої Уотсоном і Лементом. При заплідненні жіночого яйця спадковість може передаватися тільки в матеріальній формі. При цьому однозначно повинне вказуватися, які саме ознаки успадковуються. Тут відразу ж намечаются два можливих шляхи здійснення цього завдання


Смотрите также:




Категории: Сочинения на свободную тему

Комментарии: 0

Комментарии закрыты.