KAKŠNE SO STOPNJE ORGANIZIRANOSTI MATERIJE? (S PRIMERI) - ZNANOST - 2026

Na ravni organizacije snovi so tiste fizične manifestacije, ki sestavljajo vesolje v svojih različnih množičnih lestvic. Čeprav je iz fizike mogoče razložiti številne pojave, obstajajo regije v tej lestvici, ki so bolj pomembna za študije kemije, biologije, mineralogije, ekologije, astronomije in drugih naravoslovnih ved.

V osnovi materije imamo subatomske delce, ki jih preučuje fizika delcev. Ko se povzpnemo po stopnicah vaše organizacije, vstopimo na področje kemije in nato pridemo do biologije; Od razpadle in energijske materije človek na koncu opazuje mineraloška telesa, žive organizme in planete.

Ravni organiziranosti materije so integrirane in kohezivne za določitev teles edinstvenih lastnosti. Na primer, celična raven je sestavljena iz subatomske, atomske, molekularne in celične, vendar ima drugačne lastnosti od vseh. Prav tako imajo zgornje ravni različne lastnosti.

Kakšne so stopnje organiziranosti materije?

Predmet je organiziran v naslednjih stopnjah:

Subatomska raven

Začnemo z najnižjo prečko: z delci, manjšimi od samega atoma. Ta korak je predmet preučevanja fizike delcev. Na zelo poenostavljen način imamo kvarke (gor in dol), leptone (elektrone, mione in nevtrine) in nukleone (nevtrone in protone).

Masa in velikost teh delcev sta tako zanemarljivi, da se običajna fizika ne prilagaja njihovemu vedenju, zato ju je potrebno proučevati s prizmo kvantne mehanike.

Atomska raven

Še vedno na področju fizike (atomske in jedrske) ugotovimo, da se nekateri primordialni delci združijo skozi močne interakcije, da bi lahko ustvarili atom. To je enota, ki določa kemijske elemente in celotno periodično tabelo. Atome v bistvu sestavljajo protoni, nevtroni in elektroni. Na naslednji sliki lahko vidite predstavitev atoma z protoni in nevtroni v jedru in elektroni zunaj:

Za pozitiven naboj jedra so odgovorni protoni, ki skupaj z nevtroni tvorijo skoraj celotno maso atoma. Na drugi strani so elektroni odgovorni za atomski negativni naboj, razpršen okoli jedra v elektronsko gostih območjih, imenovanih orbitale.

Atomi se med seboj razlikujejo po številu protonov, nevtronov in elektronov, ki jih imajo. Vendar protoni definirajo atomsko število (Z), ki je značilno za vsak kemični element. Tako imajo vsi elementi različno količino protonov, njihovo urejenost pa je razvidno iz naraščajočega vrstnega reda v periodični tabeli.

Molekularna raven

Molekula vode je daleč najbolj ikonična in presenetljiva od vseh. Vir: DiamondCoder

Na molekularni ravni vstopamo na področje kemije, fizikokemije in nekoliko bolj oddaljene farmacije (sinteza zdravil).

Atomi lahko medsebojno delujejo s kemičnim vezanjem. Ko je ta vez kovalentna, torej z čim bolj enakomerno delitvijo elektronov, naj bi se atomi združili, da bi nastale molekule.

Po drugi strani pa lahko kovinski atomi medsebojno delujejo skozi kovinsko vez, ne da bi definirali molekule; ampak da kristali.

Nadaljevanje s kristali lahko atomi izgubijo ali pridobijo elektrone in postanejo kationi oziroma anioni. Ta dva tvorita duet, znan kot ioni. Tudi nekatere molekule lahko pridobivajo električne naboje, ki jih imenujemo molekularni ali večatomski ioni.

Iz ionov in njihovih kristalov nastajajo ogromne količine mineralov, ki sestavljajo in bogatijo zemeljsko skorjo in plašč.

Ta obsežna molekula polifenilen dendrimer je primer makromolekule. Vir: M kamen na angleškem jeziku Wikipedia

Nekatere molekule so glede na število kovalentnih vezi množičnejše od drugih. Kadar imajo te molekule strukturno in ponavljajočo se enoto (monomer), se pravi, da so makromolekule. Med njimi imamo na primer beljakovine, encime, polisaharide, fosfolipide, nukleinske kisline, umetne polimere, asfaltene itd.

Poudariti je treba, da niso vse makromolekule polimeri; toda vsi polimeri so makromolekule.

Ta ikozaedrski grozd (100) molekul vode drži svoje vodikove vezi. To je primer supramolekule, ki jo upravljajo Van der Walls interakcije. Vir: Danski14

Še vedno se na molekularni ravni molekule in makromolekule lahko združijo z Van der Walls interakcijami in tvorijo konglomerate ali komplekse, imenovane supramolekule. Med najbolj znanimi imamo micele, vezikle in dvoplastno lipidno steno.

Supramolekule imajo lahko velikosti in molekulske mase, manjše ali večje od makromolekul; Vendar pa so njihove nekovalentne interakcije strukturne podlage za nešteto bioloških, organskih in anorganskih sistemov.

Stopnja organele v celicah

Predstavitev mitohondrijev, enega najpomembnejših celičnih organelov.

Supramolekule se razlikujejo po svoji kemijski naravi, zato se med seboj na značilen način vežejo, da se prilagodijo okolju, ki jih obdaja (vodne v primeru celic).

To je takrat, ko se pojavijo različne organele (mitohondrije, ribosomi, jedro, Golgijev aparat itd.), Vsaka pa je bila namenjena izpolnjevanju posebne funkcije znotraj kolosalne žive tovarne, ki jo poznamo kot celico (evkariontsko in prokariotsko): "atom" življenja.

Raven celice

Primer evkariontske celice (živalske celice) in njenih delov (Vir: Alejandro Porto prek Wikimedia Commons)

Na celični ravni prihajata v poštev biologija in biokemija (poleg drugih sorodnih ved). V telesu obstaja razvrstitev za celice (eritrociti, levkociti, sperma, jajčeca, osteciti, nevroni itd.). Celico lahko opredelimo kot osnovno enoto življenja in obstajata dve glavni vrsti: evkarioti in prokatioti.

Večcelična raven

Razlikovani sklopi celic opredeljujejo tkiva, ta tkiva izvirajo iz organov (srce, trebušna slinavka, jetra, črevesje, možgani) in nazadnje organi integrirajo različne fiziološke sisteme (dihalni, obtočni, prebavni, živčni, endokrini itd.). To je večcelična raven. Na primer, na tisoče celic tvori srce:

Na tej stopnji je težko proučevati pojave z molekularnega vidika; čeprav farmacija, supramolekularna kemija, osredotočena na medicino, in molekularna biologija, ohranjajo to perspektivo in sprejemajo takšne izzive.

Organizmi

Odvisno od vrste celice, DNK in genetskih dejavnikov celice končajo gradbene organizme (rastlinske ali živali), od katerih smo že omenili človeka. To je življenjski korak, katerega kompleksnost in prostranost sta tudi danes nepredstavljiva. Na primer, tiger velja za pando, ki se šteje za organizem.

Raven prebivalstva

Grozdi teh metuljev monarha dokazujejo, kako se organizmi povezujejo v populaciji. Vir: Pixnio.

Organizmi se odzivajo na okoljske razmere in se prilagajajo tako, da ustvarjajo populacije za preživetje. Vsako populacijo preučuje ena od mnogih vej naravoslovnih ved, pa tudi skupnosti, ki iz njih izhajajo. Imamo žuželke, sesalce, ptice, ribe, alge, dvoživke, pajkovce, hobotnice in še veliko več. Na primer, metulji sestavljajo populacijo.

Ekosistema

Ekosistema. Vir: avtor LA turrita, iz Wikimedia Commons

Ekosistem vključuje razmerja med biotskimi dejavniki (ki imajo življenje) in abiotskimi dejavniki (neživljenjsko). Sestavljen je iz skupnosti različnih vrst, ki si delijo isto mesto za bivanje (habitat) in uporabljajo abiotske sestavine za preživetje.

Voda, zrak in tla (minerali in kamnine) definirajo abiotske sestavine ("brez življenja"). Medtem biotske sestavine sestavljajo vsa živa bitja v vsem izražanju in razumevanju, od bakterij do slonov in kitov, ki komunicirajo z vodo (hidrosfera), zrakom (atmosfero) ali zemljo (litosfero).

Nabor ekosistemov celotne Zemlje sestavlja naslednjo raven; biosfera.

Biosfera

Diagram Zemljine atmosfere, hidrosfere, litosfere in biosfere. Vir: Bojana Petrović, iz Wikimedia Commons

Biosfera je raven, ki jo sestavljajo vsa živa bitja, ki živijo na planetu in njihovih habitatih.

Če se na kratko vrnemo na molekularno raven, lahko same molekule sestavljajo mešanice pretiranih dimenzij. Na primer, oceani tvorijo molekulo vode, H ₂ O. V ozračju nastajajo plinovite molekule in žlahtni plini.

Vsi planeti, primerni za življenje, imajo svojo biosfero; čeprav sta atom ogljika in njegove vezi nujno njegov temelj, ne glede na to, kako razvita so njegova bitja.

Če bi radi še naprej naraščali po lestvici snovi, bi končno vstopili v višine astronomije (planeti, zvezde, beli škratje, meglice, črne luknje, galaksije).

Reference

1. Whitten, Davis, Peck & Stanley. (2008). Kemija (8. izd.). CENGAGE Učenje.
2. Shiver & Atkins. (2008). Anorganska kemija. (Četrta izdaja). Mc Graw Hill.
3. Susana G. Morales Vargas. (2014). Ravni organizacije zadeve. Pridobljeno: uaeh.edu.mx
4. Tania. (4. november 2018). Raven organizacije snovi. Pridobljeno z: scienceskeptic.com
5. Kazalec. (2019). Kakšne so stopnje organiziranosti materije? Pridobljeno: apuntesparaestudiar.com