Энэ өгүүллээр бид исэлдэлтийн үзэгдлийг авч үзэх болно. Энэ бол биологи, хими зэрэг шинжлэх ухааны янз бүрийн салбарт гарч ирдэг олон бүрэлдэхүүн хэсэгтэй ойлголт юм. Мөн бид энэ үйл явцын олон янз байдал, мөн чанартай танилцах болно.
Танилцуулга
Үндсэн ба анхдагч үүднээс авч үзвэл исэлдэлт нь химийн шинж чанартай үйл явц бөгөөд түүнд орж буй бодисын атомын исэлдэлтийн зэрэг нэмэгддэг. Энэ үзэгдэл нь нэг атомаас (редуктор ба донор) электронууд хоёр дахь (хүлээн авагч ба исэлдүүлэгч) руу шилжсэний улмаас үүсдэг.
Энэ нэр томъёоны нэгжийг 19-р зууны эхээр химийн шинжлэх ухаанд нэвтрүүлж, академич В. М. Севергин нь агаар мандлын хүчилтөрөгчтэй бодисуудын харилцан үйлчлэлийг харуулсан тэмдэглэгээг бий болгох.
Зарим тохиолдолд молекулын исэлдэлт нь тухайн бодисын бүтцэд тогтворгүй байдал үүсч, илүү тогтвортой, жижиг хэмжээтэй молекулууд болж задрахад хүргэдэг. Үнэн хэрэгтээ энэ процессыг нунтаглах янз бүрийн түвшинд давтаж болно. Өөрөөр хэлбэл, үүссэн жижиг хэсгүүд нь бас болноижил бодис дахь анхны атомын хэсгүүдээс илүү исэлдэлтийн зэрэгтэй, гэхдээ илүү том бөгөөд тогтвортой.
Химид исэлдэлтийн хамгийн бага, дээд зэрэг гэсэн ойлголт байдаг. Энэ нь атомыг энэ шинж чанарыг харуулах чадварын дагуу ангилах боломжийг бидэнд олгодог. Хамгийн их исэлдэлтийн төлөв нь тухайн элементийн байрлаж буй бүлгийн тоотой тохирч байна. Дүрмээр бол хамгийн бага зэрэг нь тэгш, сондгой тооны тохирлоор тодорхойлогддог: хамгийн өндөр нь 8=хамгийн бага нь 2, хамгийн өндөр нь 7=хамгийн бага нь 1.
Шатах
Шатах нь исэлдэлтийн процесс юм. Агаар мандлын агаарт (түүнчлэн цэвэр хүчилтөрөгчийн орчинд) тэдгээрийг шатаах хэлбэрээр исэлдүүлж болно. Төрөл бүрийн бодисыг жишээ болгож болно: металл ба металл бус бодисын хамгийн энгийн элементүүд, органик бус ба органик нэгдлүүд. Гэсэн хэдий ч хамгийн чухал нь шатамхай бодис (түлш) бөгөөд тэдгээрийн дунд газрын тос, хий, нүүрс, хүлэр гэх мэт байгалийн нөөц байдаг. Ихэнхдээ тэдгээр нь хүчилтөрөгч, хүхэр, хүхэр, нүүрсустөрөгчийн нийлмэл хольцоос үүсдэг. азот агуулсан органик нэгдлүүд, түүнчлэн бусад элементүүдийн ул мөр орц.
Биологийн исэлдэлт
Биологийн хувьд исэлдэлтийн урвалууд нь урвалд оролцож буй атомуудын исэлдэлтийн төлөвийн өөрчлөлтөд нийлдэг үйл явц бөгөөд энэ нь харилцан үйлчлэлцэж буй бүрэлдэхүүн хэсгүүдийн хоорондох электрон тархалтаас болж үүсдэг.
Эхний таамаглал бол бүх амьд организмд хамгийн төвөгтэй химийн бодис байдаг. урвал, арван найм дахь дэвшүүлсэнзуун. Францын химич А. Лавуазье уг асуудлыг судалжээ. Тэрээр биологийн шинжлэх ухаанд шаталт ба исэлдэлтийн явц нь хоорондоо төстэй байдагт анхаарал хандуулсан.
Амьсгалын улмаас амьд биет шингэсэн хүчилтөрөгчийн замыг эрдэмтэд судалжээ. Эдгээр исэлдэлтийн процессууд нь өөр өөр хурдаар явагддаг ижил төстэй процессууд гэж тэд мэдээлсэн. Тэрээр хүчилтөрөгчийн молекул (исэлдүүлэгч бодис) нь нүүрстөрөгч ба/эсвэл устөрөгчийн атом агуулсан органик бодистой харилцан үйлчлэх үзэгдэл дээр суурилдаг задралын процесст анхаарлаа хандуулав. Задралын үр дүнд бодисын үнэмлэхүй хувирал үүсдэг.
Эрдэмтэд энэ үйл явцын бүрэн ойлгоогүй мөчүүд байсан бөгөөд үүнд асуултууд багтсан:
- Ямар шалтгаанаар исэлдэлт нь биеийн гадна байгаа хэдий ч бага температурт зөвхөн өндөр температурт явагддаг.
- Ямар шалтгаанаар исэлдэлтийн урвал нь дөл ялгарах, түүнчлэн их хэмжээний энерги ялгарах зэрэг дагалддаггүй үзэгдэл юм.
- Бие махбод дахь шим тэжээлийн хүрээний бодисыг "шатаах" нь хэрвээ 80% (ойролцоогоор) шингэн - уснаас бүрддэг H2O.
Биологийн исэлдэлтийн төрлүүд
Исэлдэлт явагдаж буй орчны нөхцлөөр нь хоёр төрөлд хуваадаг. Ихэнх мөөгөнцөр, бичил биетүүд агааргүй үйл явцаар шим тэжээлийг хувиргах замаар эрчим хүчний нөөцийг олж авдаг. Энэ хариу үйлдэлмолекулын хүчилтөрөгч авахгүйгээр явагддаг бөгөөд үүнийг гликолиз гэж нэрлэдэг.
Шим тэжээлийг хувиргах илүү төвөгтэй арга бол биологийн исэлдэлтийн аэробик хэлбэр буюу эд эсийн амьсгал юм. Хүчилтөрөгчийн дутагдал нь эсүүд эрчим хүч авахын тулд исэлддэггүй бөгөөд үхдэг.
Амьд организмаас эрчим хүч авах
Биологийн хувьд исэлдэлт нь олон бүрэлдэхүүн хэсэгтэй үзэгдэл юм:
- Гликолиз нь гетеротроф организмын эхний үе шат бөгөөд энэ үед моносахаридууд хүчилтөрөгчгүйгээр задарч, эсийн амьсгалын үйл явц эхлэхээс өмнө явагддаг.
- Пируват исэлдэлт - пирувийн хүчлийг ацетилкоэнзим болгон хувиргах. Эдгээр урвалууд нь зөвхөн пируватдегидрогеназын ферментийн цогцолборуудын оролцоотойгоор боломжтой.
- Бета-өөхний хүчлийн задралын үйл явц нь пируват исэлдэлттэй зэрэгцэн явагддаг үзэгдэл бөгөөд түүний зорилго нь тосны хүчил бүрийг ацетилкоэнзим болгон боловсруулах явдал юм. Цаашлаад энэ бодисыг трикарбоксилын хүчлийн мөчлөгт нийлүүлдэг.
- Кребсийн мөчлөг - ацетилкоэнзимийг нимбэгийн хүчил болгон хувиргах ба дараагийн хувиргалтанд өртөх (усгүйжүүлэх, декарбоксилжих, нөхөн төлжих үзэгдэл).
- Исэлдүүлэх фосфоржилт нь эукариот организм аденозин дифосфатыг аденозин трифосфорын хүчил болгон хувиргах хамгийн сүүлийн алхам юм.
Исэлдүүлэх нь дараах үйл явц юм:
- үзэгдэлисэлдүүлэх (усгүйжүүлэх)-д ордог субстратаас устөрөгчийг зайлуулах;
- субстратын электрон буцах үзэгдэл;
- субстратад хүчилтөрөгчийн молекул нэмэгдэх үзэгдэл.
Металлын урвал
Металлын исэлдэлт гэдэг нь металлын бүлэг ба O2-ын элементийн харилцан үйлчлэлээр исэл (оксид) үүсэх урвал юм.
Өргөн утгаараа атом электроноо алдаж, янз бүрийн нэгдлүүд, тухайлбал хлорид, сульфид гэх мэт бодис үүсгэдэг урвал. Байгалийн төлөвт металууд нь ихэвчлэн бүрэн исэлдсэн байдалд байж болно. төлөв (хүдэр хэлбэрээр). Ийм учраас исэлдэлтийн процессыг нэгдлийн янз бүрийн бүрэлдэхүүн хэсгүүдийг бууруулах урвал гэж танилцуулдаг. Бараг хэрэглэгддэг метал ба тэдгээрийн хайлш нь хүрээлэн буй орчинтой харьцахдаа аажмаар исэлддэг - зэврэлтэнд ордог. Металлын исэлдэлтийн процесс нь термодинамик болон кинетик хүчин зүйлийн нөлөөгөөр явагддаг.
Валент ба исэлдэлт
Исэлдүүлэх төлөв нь валент юм. Гэсэн хэдий ч тэдний хооронд зарим ялгаа бий. Үнэн хэрэгтээ химийн валент нь. Хүн элемент нь атомын бусад төрлийн атомуудтай тодорхой тооны химийн холбоо тогтоох чадварыг тодорхойлдог. Энэ нь янз бүрийн төрлийн атомууд, харилцан хамаарлыг бий болгох өөр өөр чадвартай холбоотой юм. Гэсэн хэдий ч валент нь зөвхөн ковалент нэгдэлд байж болох бөгөөд атомуудын хооронд нийтлэг электрон хос үүссэний улмаас үүсдэг. Зэрэгисэлдэлт нь валентаас ялгаатай нь тухайн бодисын атомын нөхцөлт цэнэгийн зэрэг юм. Энэ нь эерэг "+", тэг "0", сөрөг "-" байж болно. Мөн исэлдэлтийн төлөв нь аливаа бодисын бүх холбоо ион болохыг харуулж байна.
Усан дээрх урвал
Хоёр тэрбум гаруй жилийн өмнө ургамлын организм хувьслын эхлэл рүү чиглэсэн хамгийн чухал алхмуудын нэгийг хийсэн. Фотосинтезийн үйл явц хэлбэржиж эхлэв. Гэсэн хэдий ч эхэндээ зөвхөн устөрөгчийн сульфидын төрлийн бууруулсан бодисууд дэлхий дээр маш бага хэмжээтэй байсан фото исэлдэлтэнд өртсөн. Усны исэлдэлт нь их хэмжээний молекулын хүчилтөрөгчийг агаар мандалд оруулсан процесс юм. Энэ нь биоэнергетик процессыг аэробикийн шинэ түвшинд шилжүүлэх боломжийг олгосон. Үүнтэй ижил үзэгдэл нь дэлхий дээрх амьдралыг хамгаалдаг озоны бамбай үүсэх боломжийг олгосон.
