VILKA NIVÅER ÄR ORGANISATIONEN AV MATERIEN? (MED EXEMPEL) - VETENSKAP

De organisationsnivåer av materia är de fysiska manifestationer som utgör universum i dess olika mass skalor. Även om många fenomen kan förklaras från fysik finns det regioner i denna skala som är mer relevanta för studier av kemi, biologi, mineralogi, ekologi, astronomi och andra naturvetenskaper.

Vid grunden för materien har vi subatomära partiklar, studerade av partikelfysik. När vi klättrar upp i din organisations steg går vi in i kemiområdet och sedan kommer vi till biologi; Från den sönderdelade och energiska frågan slutar man med att observera mineralogiska kroppar, levande organismer och planeter.

Nivåerna för organisation av materia är integrerade och sammanhängande för att definiera kroppar med unika egenskaper. Till exempel består cellnivån av den subatomära, atomära, molekylära och cellulära men den har olika egenskaper än alla av dem. På samma sätt har de övre nivåerna olika egenskaper.

Vilka nivåer är organisationen av materien?

Ämnet är organiserat på följande nivåer:

Subatomisk nivå

Vi börjar med det lägsta steget: med partiklar som är mindre än själva atomen. Detta steg är föremålet för studier i partikelfysik. På ett mycket förenklat sätt har vi kvarkarna (upp och ner), leptonerna (elektroner, muoner och neutriner) och nukleonerna (neutroner och protoner).

Massan och storleken på dessa partiklar är så försumbara att konventionell fysik inte anpassar sig till deras beteende, varför det är nödvändigt att studera dem med priset i kvantmekanik.

Atomnivå

Fortfarande inom fysikområdet (atom och nukleär) finner vi att vissa primordiella partiklar förenas genom starka interaktioner för att ge upphov till atomen. Detta är den enhet som definierar de kemiska elementen och hela det periodiska systemet. Atomer består i huvudsak av protoner, neutroner och elektroner. I följande bild kan du se en representation av en atom, med protonerna och neutronerna i kärnan och elektronerna utanför:

Protoner är ansvariga för den positiva laddningen av kärnan, som tillsammans med neutroner utgör nästan hela atomens massa. Elektroner är å andra sidan ansvariga för atomens negativa laddning, diffunderad runt kärnan i elektroniskt täta områden som kallas orbitaler.

Atomer skiljer sig från varandra med antalet protoner, neutroner och elektroner de har. Protoner definierar dock atomnumret (Z), som i sin tur är karakteristiskt för varje kemiskt element. Således har alla element olika mängder protoner, och deras beställning kan ses i ökande ordning i den periodiska tabellen.

Molekylär nivå

Vattenmolekylen är överlägset den mest ikoniska och överraskande av alla. Källa: DiamondCoder

På molekylnivå kommer vi in i området för kemi, fysikokemi och lite mer avlägsen apotek (läkemedelssyntes).

Atomer kan interagera med varandra genom kemisk bindning. När denna bindning är kovalent, det vill säga med största möjliga fördelning av elektroner, sägs atomerna ha sammanfogats för att ge upphov till molekyler.

Å andra sidan kan metallatomer interagera genom den metalliska bindningen, utan att definiera molekyler; men ja kristaller.

Fortsatt med kristaller kan atomer förlora eller få elektroner för att bli katjoner respektive anjoner. Dessa två bildar duon som kallas joner. Vissa molekyler kan också erhålla elektriska laddningar, som kallas molekylära eller polyatomiska joner.

Från joner och deras kristaller, enorma mängder av dem, mineraler föds som komponerar och berikar jordens skorpa och mantel.

Denna skrymmande polyfenylendendrimermolekyl är ett exempel på en makromolekyl. Källa: M sten på den engelska språket Wikipedia

Beroende på antalet kovalenta bindningar är vissa molekyler mer massiva än andra. När dessa molekyler har en strukturell och upprepande enhet (monomer), sägs de vara makromolekyler. Bland dem har vi till exempel proteiner, enzymer, polysackarider, fosfolipider, nukleinsyror, konstgjorda polymerer, asfaltener etc.

Det är nödvändigt att betona att inte alla makromolekyler är polymerer; men alla polymerer är makromolekyler.

Detta icosahedriska kluster (100) av vattenmolekyler hålls samman av deras vätebindningar. Detta är ett exempel på en supramolekyl som styrs av Van der Walls-interaktioner. Källa: Danski14

Fortfarande på molekylnivå kan molekyler och makromolekyler aggregeras genom Van der Walls-interaktioner för att bilda konglomerat eller komplex som kallas supramolekyler. Bland de mest kända har vi miceller, vesiklar och den dubbelskiktade lipidväggen.

Supramolekylerna kan ha storlekar och molekylmassor som är mindre eller större än makromolekylerna; Emellertid är deras icke-kovalenta interaktioner de strukturella baserna för ett mylder av biologiska, organiska och oorganiska system.

Cellorganellnivå

Representation av mitokondrier, en av de viktigaste cellulära organellerna.

Supramolekyler skiljer sig åt i sin kemiska natur, varför de binds med varandra på ett karakteristiskt sätt för att anpassa sig till miljön som omger dem (vattenhaltigt i fallet med celler).

Detta är när olika organeller förekommer (mitokondrier, ribosomer, kärna, Golgi-apparater, etc.), var och en som är avsedd att uppfylla en specifik funktion inom den kolossala levande fabriken som vi känner som cellen (eukaryotisk och prokaryotisk): "atomen" av livet.

Cellnivå

Exempel på en eukaryotisk cell (djurcell) och dess delar (Källa: Alejandro Porto via Wikimedia Commons)

På cellnivå kommer biologi och biokemi (utöver andra relaterade vetenskaper) in i spelet. I kroppen finns en klassificering för celler (erytrocyter, leukocyter, spermier, ägg, osteocyter, nervceller etc.). Cellen kan definieras som basenheten i livet och det finns två huvudtyper: eukaryoter och procatiotes.

Multicellulär nivå

Utmärkande uppsättningar av celler definierar vävnader, dessa vävnader kommer från organ (hjärta, bukspottkörtel, lever, tarmer, hjärna) och slutligen integrerar organen olika fysiologiska system (andningsorgan, cirkulationssystem, matsmältning, nervös, endokrin, etc.). Detta är den flercelliga nivån. Till exempel utgör en uppsättning av tusentals celler hjärtat:

I detta skede är det svårt att studera fenomen ur en molekylär synvinkel; även om apotek, supramolekylär kemi fokuserat på medicin och molekylärbiologi, bibehåller detta perspektiv och accepterar sådana utmaningar.

organismer

Beroende på vilken typ av cell, DNA och genetiska faktorer, celler slutar bygga organismer (växt eller djur), av vilka vi redan nämnde människan. Detta är livets steg, vars komplexitet och vidsträckning är otänkbar även i dag. Till exempel anses en tiger som en panda anses vara en organism.

Befolkningsnivå

Klustren av dessa monarkfjärilar visar hur organismer associerar sig i populationer. Källa: Pixnio.

Organismer svarar på miljöförhållandena och anpassar sig genom att skapa populationer för att överleva. Varje befolkning studeras av en av de många grenarna inom naturvetenskapen, liksom de samhällen som härstammar från dem. Vi har insekter, däggdjur, fåglar, fiskar, alger, paddor, araknider, bläckfiskar och många fler. Till exempel utgör en uppsättning fjärilar en befolkning.

Ekosystem

Ekosystem. Källa: Av LA turrita, från Wikimedia Commons

Ekosystemet inkluderar förhållandena mellan biotiska faktorer (som har liv) och abiotiska faktorer (icke-liv). Det består av ett samhälle av olika arter som delar samma plats att leva (livsmiljö) och som använder abiotiska komponenter för att överleva.

Vatten, luft och jord (mineraler och stenar) definierar de abiotiska komponenterna ("utan liv"). Samtidigt består biotiska komponenter av alla levande varelser i allt deras uttryck och förståelse, från bakterier till elefanter och valar, som interagerar med vatten (hydrosfär), luft (atmosfär) eller jord (litosfär).

Uppsättningen av ekosystem på hela jorden utgör nästa nivå; biosfären.

Biosfär

Diagram över jordens atmosfär, hydrosfär, litosfär och biosfär. Källa: Bojana Petrović, från Wikimedia Commons

Biosfären är den nivå som består av alla levande varelser som lever på planeten och deras livsmiljöer.

När man återvänder till molekylnivån kan molekyler enbart sammansätta blandningar med orimliga dimensioner. Till exempel, är haven som bildas av vattenmolekylen, H ₂ O. I sin tur är atmosfären som bildas av gasformiga molekyler och ädelgaser.

Alla planeter som är lämpliga för livet har sin egen biosfär; även om kolatomen och dess bindningar nödvändigtvis är dess grund, oavsett hur utvecklade dess varelser är.

Om du vill fortsätta stiga materiens skala, skulle vi äntligen komma in i astronomiens höjder (planeter, stjärnor, vita dvärgar, nebulosor, svarta hål, galaxer).

referenser

Whitten, Davis, Peck & Stanley. (2008). Kemi (8: e upplagan). CENGAGE Learning.
Shiver & Atkins. (2008). Oorganisk kemi. (Fjärde upplagan). Mc Graw Hill.
Susana G. Morales Vargas. (2014). Nivåer för organisation av materia. Återställd från: uaeh.edu.mx
Tania. (4 november 2018). Nivå för materiens organisation. Återställd från: scientskeptic.com
Sufflör. (2019). Vilka nivåer är organisationen av materien? Återställd från: apuntesparaestudiar.com

VILKA NIVÅER ÄR ORGANISATIONEN AV MATERIEN? (MED EXEMPEL) - VETENSKAP - 2025