Молекулярные связи образуют, например, следующие вещества: H2, N2, O2, CO2, H2O.
Типы химической связи – это удобное упрощение. Более точно поведение электрона в кристалле описывается законами квантовой механики. Говоря о типе связи в кристалле, необходимо иметь в виду следующее: связь между двумя атомами никогда полностью не соответствует одному из описанных типов. В ионной связи всегда присутствеет элемент ковалентной связи и т.п.
Многообразие соединения углерода связано с тем, что в сложных веществах связь между разными атомами может быть разного типа. Так например, в кристалле белка связь в молекуле белка ковалентная, а между молекулами (или разными частями одной молекулы) водородная.
Существуют четыре аллотропных модификации углерода: алмаз, графит, карбин и букибол.
Кристаллическая решетка алмаза состоит из атомов углерода, соединенных между собой очень прочными s-связями. В кристалле алмаза все связи эквивалентны и атомы образуют трехмерный каркас из сочлененных тетраэдров. Алмаз – самое твердое вещество, найденное в природе.
Графит представляет собой темно-серое с металлическим блеском, мягкое, жирное на ощупь вещество. Хорошо проводит электрический ток. В графите атомы углерода расположены в параллельных слоях, образуя гексагональную сетку. Внутри слоя атомы связаны гораздо сильнее, чем один слой с другим, поэтому свойства графита сильно различаются по разным направлениям.
Карбин – получен искусственным путем. Существует два вида карбина: поликумулен =С=С=С=С= и полиин – C=C-C=C-C=C –.
Букибол – получен в 1985 г., имеет сферическую форму (как футбольный мяч), состоит из 60 или 70 атомов углерода.
Углерод в виде сажи, кокса, древесного угля, костных углей широко используется в металлургии, синтезе органических веществ, как топливо, в быту.
Особенности строения углерода. Соединения, в состав которых входит углерод, называются органическими.
Кроме углерода, они почти всегда содержат водород, довольно часто – кислород, азот и галогены, реже – фосфор, серу и другие элементы. Однако сам углерод и некоторые простейшие его соединения, такие как оксид углерода (II), оксид углерода (IV), угольная кислота, карбонаты, карбиды и т.п., по характеру свойств относятся к неорганическим соединениям.
В атоме углерода можно увеличить число неспаренных электронов на внешнем втором слое, если распарить электронную пару 2s-подуровня, «выселив» электрон в свободную атомную орбиталь на р-подуровне. Тогда атом углерода сможет образовать четыре связи с другими атомами, проявляя валентность IV.
Принцип неопределенности Гейзенберга указывает естественный предел познания микромира. Ошибка в измерении количества движения, то есть импульса частицы, и погрешность измерения ее координаты оказываются связанными постоянной Планка, и любые попытки повысить точность измерения импульса приводят к росту погрешности определения координаты, и наоборот. Так проявляется антиномия «волна – частица» в квантовой физике. Возникает неустранимая неопределенность из-за влияния наблюдателя на наблюдаемый процесс. Возникает двунаправленный поток информации между субъектом и объектом исследования. В этой квантовой капле микромира отражаются проблемы познания сложных макросистем, грубо, искаженно, но отражаются.
Детерминизм и индетерминизм – противоположные философские концепции по вопросу о месте и роли причинности. Детерминизмом называется учение о всеобщей, закономерной связи, причинной обусловленности всех явлений. Последовательный детерминизм утверждает объективный характер причинности. Для индетеминизма характерно отрицание всеобщего характера причинности (в крайней форме – отрицание причинности вообще). Идеи детерминизма появляются уже в древней философии, получая свое наиболее яркое выражение в античной атомистике. Дальнейшее развитие и обоснование детерминизма получает в естествознании и материалистической философии нового времени (Ф. Бэкон, Галилей, Декарт, Ньютон, Ломоносов, Лаплас, Спиноза, французские материалисты 18 в.). В соответствии с уровнем развития естествознания детерминизм этого периода носит механистический, абстрактный характер. Это находит свое выражение в абсолютизации формы причинности, описываемой строго динамическими законами механики, что ведет к отождествлению причинности с необходимостью и отрицанию объективного характера случайности. Наиболее выпукло такая точка зрения была сформулирована Лапласом (отсюда др. наименование механического детерминизма – лапласовский детерминизм), считавшим, что значение координат и импульсов всех частиц во вселенной в данный момент времени совершенно однозначно определяет ее состояние в любой прошедший или будущий момент. Развитие науки отвергло лапласовский детерминизм не только в органической природе и общественной жизни, но и в сфере физики. Установление соотношения неопределенностей в квантовой механике показало его несостоятельность, но вместе с тем было истолковано идеалистической философией в духе индетерминизма (выводы о «свободе воли» электрона, об отсутствии причинности в микропроцессах и т.д.).
Диалектический материализм преодолевает ограниченность механистического детерминизма и, признавая объективный и всеобщий характер причинности, не отождествляет ее с необходимостью и не сводит ее проявление только к динамическому типу законов (Статистическая и динамическая закономерность).
Индетерминизм (от латинского in – приставка, означающая отрицание, и детерминизм), философское учение, отрицающее объективность и всеобщность причинной связи природных или социальных явлений, а также причинное объяснение в науке. Применительно к объяснению человеческого поведения индетерминизм рассматривает волю как самостоятельную автономную силу, признавая ее абсолютную свободу.
Классическая физика предполагает, что характеристики объекта – скорость, координаты, импульс и т.д. – существуют как бы сами по себе вне зависимости от их измерения, то есть как объективные для данной системы свойства. С точки зрения квантовой физики у микрообъекта до измерения объективно нет таких характеристик – они появляются только в процессе взаимодействия частицы с макротелом – прибором. Этот процесс взаимодействия частицы с прибором в квантовой механике определяется как «затвердевание» частицы, которая обычно рассматривается как волна.
Представления о случайном и закономерном изменялись на протяжении всего времени.
Так, концепция постепенных изменений противоречит известным биологическим фaктaм. Но и предстaвление о быстрых изменениях стaлкивaется с нерaзрешимой проблемой ничтожной вероятности случaйного совпaдения одновременных блaгоприятных мутaций.
Абсолютно случайные события, то есть события, происходящие без причин, существуют. Неуместно задавать вопрос: «почему такое событие произошло?», так как оно произошло без причины. Осуществление случайного события всегда ведет к появлению нового качества, новой информации.
Детерминированные события, то есть события необходимые, существуют. Неуместно задавать вопрос: «почему необходимое событие произошло?», так как оно необходимо. Осуществление детерминированного события всегда ведет к изменению количества.
Подобное представление о необходимом и случайном может оказаться полезным при серьезном анализе понятия «время».
Рассмотрим процессы, происходящие в расплавах. Стоит говорить о двух типах зарождения магм, на разных уровнях Земли, в разных геодинамических условиях: первые – основные и ультраосновные базальтоидные, возникшие на ранних этапах развития планеты в условиях развития мантийного вещества, в образование которого ведущая роль, повидимому, принадлежало плазме, коллапсу и другим термоядерным процессам. Вторые – расплавы кислого и среднего состава, возникшие многократно на разных уровнях земной коры, путем плавления пород, при складкообразовании.
Температура при растворении понижается, это означает что тепловой эффект растворения положителен.
Самая удивительная особенность воды – ее способность растворять другие вещества. Способность веществ к растворению зависит от их диэлектрической постоянной. Чем она выше, тем больше способно вещество растворять другие. Так вот, для воды эта величина выше, чем для воздуха или вакуума в 9 раз. Поэтому пресные или чистые воды практически не встречаются в природе. В земной воде всегда что-то растворено. Это могут быть газы, молекулы или ионы химических элементов. Считается, что в водах Мирового океана могут быть растворены все элементы таблицы периодической системы элементов, по крайней мере, на сегодня их обнаружено более 80.
Гидрофильные процессы играют важную роль в поддержании онкотического давления.
Гидрофобные процессы играют важную роль образовании пространственной структуры казеина.
Не останавливаясь подробно на строении мембран, можно лишь подчеркнуть, что, несмотря на существование многочисленных моделей мембран и различия в их некоторых деталях, все они основываются на представлениях о мембране как о жидком бислое определенным образом ориентированных фосфолипидных молекул, в который вмонтированы собранные в сетку-каркас белки. Согласно этой жидкостно-мозаичной гипотезе строения, мембрана состоит из бислоя липидных молекул, которые повернуты друг к другу гидрофобными концами, жестко не закреплены и постоянно меняются местами в пределах одного монослоя или путем перестановки двух липидных молекул из разных монослоев.