Бул макалада кычкылдануу кубулушун карайбыз. Бул биология жана химия сыяктуу илимдин түрдүү тармактарында пайда болгон көп компоненттүү түшүнүк. Бул процесстин ар түрдүүлүгү жана анын маңызы менен да таанышабыз.
Кириш
Негизги жана баштапкы көз караштан алганда, кычкылдануу химиялык мүнөздөгү процесс, ал ага дуушар болгон заттын атомдук кычкылдануу даражасынын жогорулашы менен коштолот. Бул кубулуш электрондордун бир атомдон (редуцент жана донор) экинчиге (акцептор жана кычкылданткыч) өтүшүнө байланыштуу болот.
Бул терминологиялык бирдик 19-кылымдын башында химиянын жүгүртүүсүнө киргизилип, академик В. М. Севергин атмосфералык абадагы кычкылтек менен заттардын өз ара аракеттенүүсүн көрсөтүүчү белгини түзсүн.
Кээ бир учурларда молекуланын кычкылданышы заттын структурасында туруксуздуктун жаралышы менен коштолот жана анын туруктуулугу жогору жана кичине өлчөмдөгү молекулаларга ажыроосуна алып келет. Чындыгында, бул процесс майдалоонун бир нече түрдүү деңгээлде кайталанышы мүмкүн. Башкача айтканда, пайда болгон кичинекей бөлүкчө да болотошол эле заттын баштапкы атомдук бөлүкчөлөрүнө караганда кычкылдануу даражасы жогору, бирок чоңураак жана туруктуураак.
Химияда кычкылдануунун эң төмөнкү жана эң жогорку даражасы деген түшүнүк бар. Бул бизге атомдорду бул касиетти көрсөтүү жөндөмүнө жараша классификациялоого мүмкүндүк берет. Эң жогорку кычкылдануу деңгээли элемент жайгашкан топтун санына туура келет. Эң төмөнкү даража, эреже катары, жуп жана так сандын дал келиши менен аныкталат: эң жогорку 8=эң төмөнкү 2, эң жогорку 7=эң төмөнкү 1.
Күйүү
Күйүү – кычкылдануу процесси. Атмосфералык абада (ошондой эле таза кычкылтектүү чөйрөдө) алар күйүү түрүндө кычкылданышы мүмкүн. Мисал катары ар түрдүү заттарды келтирсек болот: металлдардын жана металл эместердин, органикалык эмес жана органикалык бирикмелердин эң жөнөкөй элементтери. Бирок, эң практикалык жактан маанилүүсү күйүүчү зат (отун) болуп саналат, алардын арасында мунайдын, газдардын, көмүрдүн, торфтун жана башкалардын табигый запастары бар. Көбүнчө алар аз үлүшү кычкылтектин, күкүрттүн, көмүртектердин татаал аралашмасынан түзүлөт. азотту камтыган органикалык кошулмалар, ошондой эле башка элементтердин изи кошулмалар.
Биологиялык кычкылдануу
Биологияда кычкылдануу реакциялары – бул реакцияга катышкан атомдордун кычкылдануу даражасынын өзгөрүшүнө жакындаган процесстер жана бул өз ара аракеттенүүчү компоненттердин ортосундагы электрондук бөлүштүрүүнүн натыйжасында болот.
Биринчи божомол бардык тирүү организмдерде эң татаал хим. реакция, он сегизинчи жылы алдыга коюлганкылым. Маселени француз химиги А. Лавуазье изилдеген. Ал биологияда күйүү жана кычкылдануу процесси бири-бирине окшош экендигине көңүл бурду.
Окумуштуулар тирүү жандык дем алуу аркылуу сиңирген кычкылтектин жолун изилдеп чыгышты. Алар бул кычкылдануу процесстери ар кандай ылдамдыкта болуп жаткан окшош процесстер экенин билдиришти. Ал кычкылтек молекуласынын (кычкылдандыруучу агент) көмүртек жана/же суутек атомдорун камтыган органикалык зат менен өз ара аракеттешүүсүнүн кубулушуна негизделген ажыроо процессине көңүл бурду. Бөлүнүү натыйжасында заттын абсолюттук өзгөрүшү пайда болот.
Процесстин окумуштуулар толук түшүнө албаган учурлары болду, анын ичинде суроолор:
- Эмне себептен кычкылдануу дененин сыртында болгонуна карабастан, дененин төмөнкү температурасынын шарттарында, жогорку температурада гана жүргүзүлөт.
- Эмне себептен кычкылдануу реакциялары жалындын чыгышы менен коштолбогон кубулуштарга, ошондой эле бөлүнүп чыккан энергиянын чоң бөлүктөрүнө кирет.
- Организмде 80% (болжол менен) суюктук - суудан турган болсо, организмдеги заттардын аш болумдуу диапазонунун "күйүшү" кандай болот H2O.
Биологиялык кычкылдануунун түрлөрү
Кычкылдануу жүрүүчү чөйрөнүн шарты боюнча эки түргө бөлүнөт. Көпчүлүк козу карындар жана микроорганизмдер энергия ресурстарын анаэробдук процесс аркылуу азыктандыруучу заттарды айландыруу аркылуу алышат. Бул реакциямолекулярдык кычкылтекке жетпестен пайда болот жана гликолиз деп да аталат.
Азык заттарды конвертациялоонун татаал жолу - бул биологиялык кычкылдануунун же ткандардын дем алуусунун аэробдук формасы. Кычкылтектин жетишсиздигинен клеткалар энергия алуу үчүн кычкылданбай калат жана алар өлүшөт.
Тирүү организмден энергия алуу
Биологияда кычкылдануу көп компоненттүү кубулуш:
- Гликолиз гетеротрофтуу организмдердин баштапкы стадиясы болуп саналат, анын жүрүшүндө моносахариддер кычкылтексиз бөлүнөт жана ал клеткалык дем алуу процессинин башталышынын алдында болот.
- Пируват кычкылдануусу – пирожүздүү кислоталардын ацетилкоферментке айланышы. Бул реакциялар пируватдегидрогеназа фермент комплекстеринин катышуусу менен гана мүмкүн.
- Бета-май кислоталарынын ажыроо процесси пируваттын кычкылданышы менен параллелдүү жүргүзүлүүчү кубулуш, анын максаты ар бир май кислотасын ацетилкоферментке иштетүү. Андан тышкары, бул зат трикарбон кислотасынын циклине берилет.
- Кребс цикли - ацетилкоферменттин лимон кислоталарына айланышы жана андан аркы трансформацияга (дегидрогенденүү, декарбоксилденүү жана регенерация кубулуштары).
- Оксидациялык фосфорлануу эукариоттук организм аденозиндифосфатты аденозинтрифосфор кислоталарына айландырган трансформациянын акыркы кадамы.
Ошондуктан кычкылдануу төмөнкү процесстерди камтыйт:
- феноменкычкылданууга (дегидрогенге) дуушар болгон субстраттан суутектин алынышы;
- субстраттык электрондун артка кайтуу кубулушу;
- субстратка кычкылтек молекуласынын кошулуу кубулушу.
Металлдарга болгон реакция
Металлдын кычкылданышы – бул реакциянын жүрүшүндө металлдар тобундагы элемент менен O2 өз ара аракеттенүүсү аркылуу оксиддер (оксиддер) пайда болот.
Кеңири мааниде атом электронун жоготуп, түрдүү кошулмаларды пайда кылган реакция, мисалы, хлориддердин, сульфиддердин ж. мамлекет (руда түрүндө). Дал ушул себептен кычкылдануу процесси кошулмалардын ар кандай компоненттеринин калыбына келтирүү реакциясы катары көрсөтүлөт. Металлдардын жана алардын эритмелеринин иш жүзүндө колдонулган заттары айлана-чөйрө менен өз ара аракеттенүүдө акырындык менен кычкылданат - алар коррозияга дуушар болот. Металлдын кычкылдануу процесстери термодинамикалык жана кинетикалык факторлордон улам пайда болот.
Валенттүүлүк жана кычкылдануу
Кисденүү деңгээли – валенттүүлүк. Бирок, алардын ортосунда кандайдыр бир айырма бар. Чындыгында, химиянын валенттүүлүгү. адам элементи атомдун башка типтеги атомдор менен белгилүү сандагы химиялык байланыштарды түзүүгө жөндөмдүүлүгүн аныктайт. Бул атомдун ар кандай түрлөрүнүн болушу менен шартталган, тиешелүүлүгүнө жараша мамиле түзүү үчүн ар кандай жөндөмдүүлүк. Бирок валенттүүлүк коваленттүү кошулмада гана болушу мүмкүн жана атомдордун ортосунда жалпы электрон жуптун түзүлүшүнөн пайда болот. Даражасыкычкылдануу, валенттүүлүктөн айырмаланып, заттын атому ээ болгон шарттуу заряддын даражасы. Ал оң "+", нөл "0" жана терс "-" болушу мүмкүн. Ошондой эле, кычкылдануу абалы заттын бардык байланыштары иондук экенин көрсөтүп турат.
Суунун үстүндөгү реакция
Эки миллиард жылдан ашык убакыт мурун, өсүмдүк организмдери эволюциянын башталышы үчүн эң маанилүү кадамдардын бирин жасашкан. Фотосинтез процесси калыптана баштады. Бирок, алгач күкүрттүү суутек тибиндеги калыбына келтирилген заттар гана жер бетинде өтө кичинекей өлчөмдөгү болгон фотооксидантка дуушар болгон. Суунун кычкылдануусу атмосферага молекулалык кычкылтектин олуттуу көлөмүн киргизген процесс. Бул биоэнергетикалык процесстердин жаңы аэробдук деңгээлге өтүшүнө мүмкүндүк берди. Ошол эле кубулуш жер бетиндеги жашоону коргогон озон калканчынын пайда болушуна жол ачкан.
