If you're seeing this message, it means we're having trouble loading external resources on our website.

Եթե գտնվում ես վեբ զտիչի հետևում, խնդրում ենք համոզվել, որ *.kastatic.org և *.kasandbox.org տիրույթները հանված են արգելափակումից։

Հիմնական նյութ

Ածխածին և ածխաջրեր

Ածխածին տարրը և դրա կարևորությունը կյանքի համար։ Ածխածնի ատոմների հատկությունները և կապեր առաջացնելու ձևերը։

Ներածություն

Առօրյա կյանքում հաճախ է հանդիպում ածխածին։ Օրինակ՝ մատիտն օգտագործելիս տեսնում ես ածխածին մատիտի միջուկի՝ գրաֆիտի տեսքով։ Նաև ածուխը, անգամ մատանիների ու վզնոցների վրա առկա ադամանդներն ածխածնի ձևափոխություններ են (ադամանդի դեպքում ածխածինը մշակվում է բարձր ճնշման և ջերմաստիճանի պայմաններում)։ Ավելին՝ օրգանիզմիդ (քաշի) 18%-ը կազմում են ածխածնից կազմված նյութերը։ Փաստորեն, ածխածինը օրգանզիմի մի շարք կարևոր մոլեկուլների, այդ թվում՝ ԴՆԹ-ի, ՌՆԹ-ի, սպիտակուցների, շաքարների և ճարպերի կառուցվածքային միավորն է։
Այս բարդ կենսաբանական մոլեկուլները կոչվում են մակրոմոլեկուլներ։ Դրանք դասակարգվում են նաև որպես օրգանական մոլեկուլեր, ինչը նշանակում է, որ այս միացությունները կազմված են ածխածնի ատոմներից։ (Այս կանոնն ունի նաև բացառություններ, օրինակ՝ ածխածնի երկօքսիդը (ածխաթթու գազը) ու ածխածնի մոնօքսիդը (շմոլ գազը) պարունակում են ածխածին, բայց չեն համարվում օրգանական միացություններ)։

Ածխածնի՝ քիմիական կապեր առաջացնելու հատկությունները

Իսկ ինչո՞ւ է ածխածինը համարվում կառուցվածքային միավոր այդքան մեծաթիվ մոլեկուլների համար։ Ինչո՞ւ այդ դերում, օրինակ, թթվածինը չէ։ Առաջինը այն պատճառով, որ ածխածին-ածխածին կապերը սովորականից ավելի ամուր են։ Հենց այդ պատճառով ածխածինը կառուցվածքային ամուր միավոր կարող է լինել մեծ մոլեկուլների համար։ Թերևս կարևոր պատճառ է նաև ածխածնի՝ կովալենտային կապեր առաջացնելու հատկությունը։ Ածխածնի մեկ ատոմը կարող է կովալնետային կապ առաջացնել մինչև չորս ատոմի հետ, որի պատճառով ածխածինը մակրոմոլեկուլի հիմնական «կմախքը» կամ կառուցողական միավորն է։
Կարող ենք զուգահեռներ անցկացնել Tinker Toy® խաղալիքների հավաքածուի և ածխածնի առաջացրած կապերի միջև։ Օրինակ՝ Tinker Toy® հավաքածուից ունես 2 և 4 անցքեր ունեցող գնդիկներ։ Եթե որպես կապակցող գնդիկ ընտրես 4 անցք ունեցող գնդիկը, ապա կկարողանաս ավելի շատ կապակցումներ առաջացնել և ավելի հեշտ կստեղծես բարդ կառուցվածք, քան եթե որպես կապակցող ընտրես 2 անցք ունեցող գնդիկը։ Ածխածնի ատոմը այլ ատոմների հետ կարող է չորս կապ առաջացնել, ինչպես 4 անցք ունեցող գնդիկը, իսկ թթվածինը կարող է երկու կապ առաջացնել, ինչպես 2 անցք ունեցող գնդիկը։
Չորս այլ ատոմների հետ կապեր առաջացնելու ածխածնի ունակությունը կապված է նրա էլեկտրոնների թվի և էլեկտրոնների փոխդասավորության հետ։ Ածխածնի ատոմային թիվը 6 է (ինչը նշանակում է, որ ածխածնի չեզոք ատոմում առկա են 6 պրոտոն և 6 էլեկտրոն)։ Էլեկտրոններից 2-ը ներքին էլեկտրոնային թաղանթում են, իսկ մյուս 4-ը՝ արտաքին էլեկտրոնային թաղանթում։ Կայունության հաստատման համար, որպեսզի ածխածնի ատոմն ամբողջացնի վերջին էլեկտրոնային թաղանթը, այն պետք է ձեռք բերի ևս 4 էլեկտրոն՝ պահպանելով կայուն ութնյակի կանոնը։ Օրինակ՝ մեթանի մոլեկուլում (CH4) ածխածինը ջրածնի 4 ատոմների հետ առաջացնում է 4 կովալենտային կապ։ Յուրաքանչյուր կապ իրենից ներկայացնում է ընդհանուր էլեկտրոնային զույգ (1 էլեկտրոն տվել է ածխածինը, 1 էլեկտրոն՝ ջրածինը)։ Այս ամենի արդյունքում կազմավորվում է ածխածնի ատոմի կայուն ութնյակը։

Ածխաջրածիններ

Ածխաջրածիններն օրգանական մոլեկուլներ են, որոնք կազմված են բացառապես ածխածնից և ջրածնից։ Մենք առօրյա կյանքում հաճախ ենք օգտագործում ածխաջրածիններ, օրինակ՝ պրոպանը, որը կիրառվում է գազով աշխատող գրիլի սարքում, կամ կրակայրիչներում եղած բութանը։ Վերջիններս երկուսն էլ ածխաջրածիններ են։ Դրանք լավ վառելանյութեր են, քանի որ այդ մոլեկուլներում առկա կովալենտային կապերը շատ էներգիա են պարունակում, որն անջատվում է, երբ մոլեկուլներն այրվում են (օրինակ՝ երբ ածխաջրածինները փոխազդում են թթվածնի հետ՝ առաջացնելով ածխաթթու գազ և ջուր)։
Մեթանի մոլեկուլը պատկերող նկար, որը ցուցադրում է մոլեկուլի կառուցվածքը, ձևը և յուրաքանչյուր H-C-H միավորում առկա 109,5 աստիճան կազմող կապի անկյունը։
Նկարի աղբյուրը՝ OpenStax Biology
Մեթանը (CH4)՝ ամենապարզ ածխաջրածինը, կազմված է մոլեկուլի կենտրոնում տեղակայված ածխածնի 1 ատոմից, որը կապված է ջրածնի 4 ատոմի հետ։ Ածխածինն ու ջրածինները մոլեկուլի 4 գագաթներում են՝ կազմելով մեթանի քառանիստի 3D կառուցվածքը, որն ունի 4 եռանկյուն կողմ։ Հենց այսպիսի կառուցվածքի պատճառով է, որ մեթանն ունի քառանիստ երկրաչափական կառուցվածք։ Ընդհանրացնելով՝ երբ ածխածնի ատոմը կապվում է որևէ 4 ատոմների հետ, մոլեկուլը (կամ մոլեկուլի մի մասը) ստանում է քառանիստի տեսք՝ մեթանի մոլեկուլի նման։ Սա տեղի է ունենում, քանի որ կապերն առաջացնող էլեկտրոնային զույգերը վանում են միմյանց՝ ձգտելով հասնելու առավելագույն հեռավորության՝ քառանիստի։
Մակրոմոլեկուլների հիմնական մասը չի դասվում ածխաջրածինների շարքը, քանի որ, բացի ածխածնից և ջրածնից, պարունակում են նաև այլ տարրեր, օրինակ՝ թթվածին, ֆոսֆոր, ազոտ։ Սակայն ածխածնային շղթան իրեն միացած ջրածիններով գրեթե բոլոր մակրոմոլեկուլների կառուցվածքային բաղադրիչն է։ Այս ամենից կարող ենք եզրակացնել, որ յուրաքանչյուր ածխաջրածնի քիմիական հատկությունները հասկանալու համար նախ պետք է հասկանանք վերջինիս կառուցվածքը։

Ուզո՞ւմ ես միանալ խոսակցությանը։

Առայժմ հրապարակումներ չկան։
Անգլերեն հասկանո՞ւմ ես: Սեղմիր այստեղ և ավելի շատ քննարկումներ կգտնես «Քան» ակադեմիայի անգլերեն կայքում: