Post on 27-Jun-2015
description
หลกการทางเคมของสงมชวต
The hierarchy of
biological order
from atom to
organism
สสารตางๆในธรรมชาตประกอบดวยธาต
Sodium Chlorine Sodium chloride
The sodium metal combines with the
poisonous gas chlorine to form the edible
compound sodium chloride, or table salt.
+
ธาตทมความจ าเปนตอสงมชวตมมากกวา 25 ชนด แตมเพยง 4 ชนดนนทเปนองคประกอบหลก ไดแก
Carbon ( C)
Hydrogen (H)
Oxygen (O)
Nitrogen (N)
(มากกวา 95 % ของน าหนกตว)
The effect of nitrogen
deficiency in corn
Goiter, iodine
deficiency
ธาตเหลานลวนมความจ าเปนตอสงมชวตทงสน ถาขาดธาตใดธาตหนงอาจท าใหเกดความผดปกตและอาจถงตายได
โครงสรางอะตอม อะตอมเปนโครงสรางทเลกทสดของธาตทมสมบตเฉพาะตวของธาตหนงๆ โครงสรางอะตอมประกอบดวยอนภาคหลก คอ
โปรตอน (Proton)
อเลกตรอน (Electron)
และ นวตรอน (Neutron)
Helium (He) atom
อะตอมของธาตฮเลยม (He) ม proton และ neutron อยางละ 2 อนภาคอยในนวเคลยส และ electron 2 อนภาควงอยรอบนอก
อะตอมของธาตแตละธาตมจ านวนอนภาคตางๆไมเทากน
ใหนสตทบทวน
เรอง ธาต และ อะตอม
ทเรยนในชนมธยมปลายแลวดวยตนเอง
Isotopes
ธาตบรสทธในธรรมชาต ประกอบดวยอะตอมทมจ านวน proton เทากน แตมจ านวน neutron ในนวเคลยสไมเทากน อะตอมเหลานมคณสมบตทางเคมเหมอนกน เรยกอะตอมเหลานวา Isotopes ตวอยางเชน
C ประกอบดวย isotopes ตางกน 3 ชนด ไดแก
C , C , C 12
6
13
6
14
6
C เกดการปลดปลอยพลงงานหรออนภาคออกมาตลอดเวลา หรอมการสลายตว เรยก isotope ทสลายตวไดวา radioactive isotope (สารกมมนตรงส)
Radioactive isotope ของธาตแตละชนดมคาครงชวต (half life) เฉพาะตว นกวทยาศาสตรจงใช radioactive isotope ในการหาอายของซากสงมชวตได
14
6
Using radioactive
isotopes to study
cell chemistry
The PET scan, a medical use for
radioactive isotopes
การรวมกนของอะตอมเปนโมเลกล ดวยแรงยดเหนยวระหวางอะตอมวธตางๆ หรอดวย chemical bond ตางๆ ไดแก
Covalent bond
Hydrogen bond
Ionic bond
Van der Waals interaction
Hydrophobic interaction
ใหนสตทบทวนรายละเอยดดวยตนเอง
Covalent bond
Covalent bond มความแขงแรงมาก ตองใชความรอนสงจงจะท าลายพนธะน ได
Hydrogen bond
เปนพนธะทเกดจากอะตอมของ H+ ทเกดพนธะกบอะตอมทมคา electronegativity สง ท าใหอะตอมของ H+ มประจเปนบวกนอยๆ และพรอมทจะเกดแรงดงดดกบอะตอมทมคา electronegativity สงในโมเลกลอนๆทมประจเปนลบนอยๆ เชน โมเลกลของน า
Polar covalent bonds in a water molecule
H2O
Ionic bond
Ionic bond แรงยดเหนยวระหวางอะตอมเปนผลมาจากแรงดงดดของประจ ดงนนพนธะชนดนมความแขงแรงมาก/นอยขนอยกบสภาพแวดลอมของโมเลกล
ตวอยางเชน โมเลกลของ NaCl ในตวกลางทเปนน า ionic bond ถกท าลายไดงาย เนองจากขวของโมเลกลของน าไปรบกวนแรงดงดดของประจ
Electron transfer and ionic bonding
A sodium
chloride crystal
A hydrogen bond
Van der Waals interaction
Ionic bond
Hydrogen bond
เปน bond ทมความแขงแรงนอย แตมความส าคญมากในสงมชวต เนองจากท าใหสารโมเลกลขนาดใหญ เชน Protein และ Nucleic
acid สามารถคงรปของโครงสรางอยได
ความส าคญของน า
Hydrogen bonds between water molecules
แตละโมเลกลของน าสามารถสราง H-bond กบโมเลกลของน าใกลเคยงไดสงสดถง 4 bonds
การทน าม H-bond เปนจ านวนมากนเอง ท าใหน ามคณสมบตเฉพาะตางจากของเหลวอนๆ
Water transport in plants
Walking on water Evaporative cooling
Oceans and lakes don’t
freeze solid because ice floats
A crystal of table salt
dissolving in water
น าเปนตวท าลายทด โดยเฉพาะอยางยงสารประกอบทมขวหรออออนทมประจ
A water-soluble protein
ความส าคญของ carbon
สารอนทรย (organic molecules) ตางๆในสงมชวต เปนสารทม Carbon เปนองคประกอบแกนกลาง
สาเหตท Carbon สรางสารประกอบตางๆไดหลากหลาย เพราะ อะตอมของ Carbon สามารถสราง covalent bond ไดถง 4
bonds
The shapes of three simple organic molecules
Covalent bond ทเกดขน อาจตอกบอะตอมของ Carbon ใหเปนโมเลกลของสารทเปนสายยาว หรอแตกเปนกง หรอตอเปนวงแหวนกได
ท าใหเกดเปนสารประกอบชนดตางๆทมสมบตแตกตางกน
Variations in carbon skeletons
สารบางชนดอาจมสตรโมเลกลเหมอนกนแตมการเรยงตวของอะตอมแตกตางกน และมสมบตทางเคมและชววทยาแตกตางกน เรยกสารเหลานวา Isomer
Three types
of isomers
นอกจากน functional group กเปนสวนส าคญของโมเลกลซงท าใหสารตางๆมสมบตทางเคมและชววทยาแตกตางกนมากยงขน
A comparison of functional groups of female
(estradiol) and male (testosterone) sex hormones
นอกจากน functional group กเปนสวนส าคญของโมเลกลซงท าใหสารตางๆมสมบตทางเคมและชววทยาแตกตางกนมากยงขน