3-Бөлүм: Затты Көздөй Экинчи Баскыч: Молекулалар

Сиздин оюңузча, айланаңызда көргөн нерселерди бир-биринен айырмалуу кылган нерсе эмне? Түстөрүн, формаларын, жыттарын, даамдарын бир-биринен айырмалуу кылган эмне? Эмне үчүн бир зат жумшак, экинчиси катуу, үчүнчүсү болсо суюк? Бул жерге чейин окугандарыңызга таянып бул суроолорго «атомдордогу айырмачылык» деген жоопту беришиңиз мүмкүн. Бирок бул жооп жетиштүү эмес. Себеби эгер бул айырмачылыктардын себеби атомдор болгондо, анда бир-биринен айырмалуу өзгөчөлүктөргө ээ миллиарддаган атом болушу керек эле. Бирок чынында бул мындай эмес. Көп заттар бирдей атомдордон турганына карабастан, башкача көрүнөт жана башка өзгөчөлүктөргө ээ болот. Мунун себеби болсо – атомдордун молекулаларды түзүү үчүн өз ара курган ар түрдүү химиялык байланыштары.

Затка баруучу алгачкы баскыч болгон атомдордон кийинки экинчи баскыч – молекулалар. Молекулалар – заттын химиялык өзгөчөлүктөрүн аныктоочу эң кичине бөлүктөр. Бул кичине түзүлүштөр эки же андан көп атомдон, кээ бирлери болсо миңдеген атом тобунан турат. Атомдорду молекула ичинде электромагниттик тартылуу күчүнө таянган химиялык байланыштар чогуу кармайт. Б.а. бул байланыштар атомдордун электрдик зарядынын негизинде түзүлөт. Атомдордун электрдик заряды болсо, мурда да айтылгандай, акыркы орбиталарындагы электрондор тарабынан аныкталат. Молекулалардын ар кандай абалда биригиши натыйжасында болсо айланабыздагы ар түркүн заттар пайда болот. Ушул жерде заттардын ар түрдүүлүгүнүн негизги борборун түзгөн химиялык байланыштардын мааниси ачык көрүнөт.

Химиялык байланыштар

Жогоруда да айтылгандай, химиялык байланыштар атомдордун сырткы орбиталарындагы электрондордун кыймылы менен түзүлөт. Ар атом эң сырттагы орбитасын ала алчу максимум электрон санына чейин толуктоого аракеттенет. Атомдор акыркы орбиталарында кармай алчу максимум электрон саны 8ге барабар. Муну камсыздоодо атомдор же эң сырткы орбитасындагы электрондорду 8ге толуктоо үчүн башка атомдордон электрон алышат, же болбосо эгер эң сырткы орбиталарында аз санда электрон бар болсо, аларды башка бир атомго берүү аркылуу мурда толукталган андан астыңкы орбитаны эң сырткы орбиталарына айлантышат. Атомдордун өз ара жасаган мындай электрон алып-берүү аракети алардын өз ара түзгөн химиялык байланыштарынын негизги түртүүчү күчүн түзөт.

Бул түртүүчү күч, б.а. атомдордун акыркы орбиталарындагы электрон сандарын максимумга толуктоо максаты бир атомдун башка атомдор менен 3 түрдүү байланыш кура алышын камсыздайт. Булар – иондук байланыш, коваленттик байланыш жана металлдык байланыш.

Молекулалар арасында болсо жалпысынан «күчсүз байланыштар» деп аталган атайын байланыштар кызмат кылат. Бул байланыштар атомдордун молекулаларды түзүү үчүн курган байланыштарынан күчсүзүрөөк. Себеби молекулалар затты пайда кылуу үчүн ийкемдүүрөөк түзүлүшкө муктаж.

Бул байланыштардын өзгөчөлүктөрү кандай жана кантип курулат, кыскача карайлы.

Иондук байланыштар

1) Sodium atom 2) Chlorine atom 3) Sodium ion	4) Chlorine ion 5) Sodium chloride molecule (NaCl)
The sodium atom gives its outermost electron to a chlorine atom and becomes positively charged. Receiving the electron, the chlorine atom becomes negatively charged. The two form an ionic bond through these two opposite charges attracting each other.

Бул байланыш менен бириккен атомдор акыркы орбиталарындагы электрон санын 8ге толуктоо үчүн бир-бирлерине электрон алып-беришет. Акыркы орбиталарында 4кө чейин электрону бар атомдор бул электрондорду бириге турган, б.а. байланыш кура турган атомго беришет. Акыркы орбиталарында 4төн ашыкча электрону бар атомдор болсо бириге турган, б.а. байланыш кура турган атомдордон электрон алышат. Мындай түрдөгү байланыш менен түзүлгөн молекулалар кристалл (кубик) түзүлүштө болушат. Биз жакшы билген аш тузу (NaCl) молекулалары ушул байланыш менен түзүлгөн заттардын бири. Атомдор эмне үчүн мындай аракетте болушат? Алар мындай аракетте болбосо эмне болмок?

Бүгүнкү күнгө чейин атомдордун биригүү үчүн өз ара курган байланыштар жалпысынан гана сүрөттөлө алды. Бирок атомдордун эмне үчүн мындай принцип менен аракет кылаары белгисиз бойдон калууда. Же атомдор акыркы орбиталарындагы электрондордун санынын 8 болушу керек экенин өздөрү белгилеп коюшканбы? Албетте жок. Бул ушунчалык жогорку нерсе болгондуктан, акылы, эрки жана аң-сезими жок бир атомдун колунан келбейт. Себеби бул сан заттын жана натыйжада ааламдын пайда болушу үчүн алгачкы баскыч болгон атомдордун биригишиндеги чечүүчү нерсе. Эгер атомдордун ушул принципке таянган аракети болбогондо жашообуз үчүн керектүү болгон кээ бир молекулалар пайда болмок эмес.

Чынында болсо, атомдор биринчи жаратылгандан бери ушундай аракети урматында молекулалардын жана заттын кемчиликсиз негизде пайда болушу үчүн кызмат кылышууда.

Коваленттик байланыштар

1) Fluorine atom 2) Fluorine molecule (F2)	3) Hydrogen atom 4) Oxygen atom 5) Water molecule (H2O)
Some atoms form new molecules by covalent bonding, sharing the electrons in their outer orbits.

Атомдордун арасындагы байланыштарды изилдеген илимпоздор кызыктай көрүнүшкө кабылышты. Кээ бир атомдор байланыш куруу үчүн электрон алып-беришсе, кээ бирлери болсо акыркы орбиталарындагы электрондорду орток колдонуп жатышкан.

Андан соң жасалган изилдөөлөр жандуулар үчүн сөзсүз керек болгон көп молекулалардын ушундай байланыштар урматында пайда боло алганын аныктаган.

Коваленттик байланышты жакшыраак түшүнүү үчүн жөнөкөй бир мисал берели: жогоруда электрон орбиталары каралып жатканда айтылгандай, атомдордун алгачкы орбиталарында эң көп 2 электрон боло алат. Суутек атомунун жалгыз электрону бар жана электрон санын 2ге чыгарып тең салмактуу бир атом болууга аракеттенет.

Ушул себептен суутек атому экинчи бир суутек атому менен коваленттик байланыш курат. Б.а. 2 суутек атому тең бир-биринин жалгыз электрондорун экинчи электрон катары колдонушат. Ушундайча H² молекуласы пайда болот.26

Металлдык байланыштар

Эгер көп санда атом бир-биринин электрондорун жалпылай (орток) колдонуп биригишсе, анда бул «металлдык байланыш» болот. Күнүмдүк жашоодо айланабызда көргөн жана колдонгон аспап, шаймандарыбыздын негизги затын түзгөн темир, жез, цинк, алюминий ж.б. сыяктуу металлдар аларды түзгөн атомдордун өз ара металлдык байланыштар курушу натыйжасында колго кармала турган, көзгө көрүнө турган, колдонула турган бир түзүлүшкө ээ болушкан.

	1) Metallic Bonding 2) Electron 3) Aluminium ion
	The bonds between metal atoms are very different from other forms of chemical bonding – each metal atom contributes its outer electrons to a common pool. This "sea of electrons" explains a key property of metals – their ability to conduct electricity.

Атомдордун орбиталарындагы электрондор эмне үчүн мындай аракет кылышат (тенденцияда болушат) деген суроого болсо илимпоздор жоор бере алышпоодо. Бирок жандуу организмдер биз себебин билбеген ушул аракет урматында гана пайда боло алышат.

Бүт мындай байланыштар менен канча түрдүү кошулма пайда болууда?

Кошулмалар

Бирден көп атомдун белгилүү катыштарда химиялык реакция натыйжасында биригиши менен түзүлгөн таза зат кошулма деп аталат. Кошулмалардын эң кичинекей курулуш материалы – бул молекулалар.

Лабораторияларда күн сайын жаңы кошулмалар алынууда. Ушул күндө болжол менен 2 миллиондой кошулма белгилүү. Эң жөнөкөй кошулма суутек молекуласы сыяктуу кичине болсо, миллиондогон атомдон турган кошулмалар да бар.28

The Raw Materials of the Universe and the Periodic Table: 92 elements found freely in nature and 17 elements formed artificially in laboratories or in nuclear reactions are arranged in a table called the "Periodic Table" according to the number of their protons. At first look, the Periodic Table may appear to be a bunch of boxes containing one or two letters with numbers at the top and bottom corners. Most interestingly, however, this table accommodates the elements of the entire universe including the air we breathe, as well as of our bodies.

Бир элемент эң көп канча түрдүү кошулма түзө алат болду экен? Бул суроонун жообу абдан кызык. Себеби бир тарапта эч бир элемент менен кошулбаган кээ бир элементтер (инерттик газдар) бар. Экинчи тарапта болсо 1.700.000 кошулма жасай алган көмүртек атому бар. Жалпы кошулмалар санынын 2 миллиондой экенин эстесек, демек 109 элементтин 108и жалпы 300.000 кошулма жасашууда. Бирок көмүртек укмуштуу абалда өзү жалгыз толук 1.700.000 кошулма жасай алууда.

Жандуулардын жашоосунун фундаменти: «көмүртек» атому

Carbon atom

Көмүртек – жандуулар үчүн эң негизги элемент. Себеби бүт жандуу заттар көмүртек кошулмаларынан турат. Биздин жашообуз үчүн мынчалык маанилүү болгон көмүртек атомунун өзгөчөлүктөрүн канча бет жазсак да түгөтө албайбыз, химия илими да алигече бул өзгөчөлүктөрдүн баарын ача алган жок. Биз бул жерде көмүртектин абдан маанилүү бир канча өзгөчөлүгүнөн гана сөз кылабыз.

Клетка кабыкчасынан дарактын кабыгына, көз карегинен бир кийиктин мүйүздөрүнө, жумуртканын агынан жыландын уусуна чейин абдан айырмалуу органикалык түзүлүштөрдүн баары көмүртек негиздүү кошулмалардан турат. Көмүртек суутек, кычкылтек жана азот атомдору менен ар түрдүү геометриялык форма жана катарларда биригүү аркылуу абдан айырмалуу заттарды пайда кылат. Бирок көмүртектин болжол менен 1,7 миллиондой кошулма жасай алышынын себеби эмне?

Көмүртектин эң негизги өзгөчөлүктөрүнүн бири – бул катары менен тизилүү аркылуу абдан оңой тизмек жасай алышы. Эң кыска көмүртек тизмеги 2 көмүртек атомунан турат. Эң узун тизмектин канча көмүртек атомунан тураары болсо так белгилүү эмес, бирок болжол менен 70 шакектүү бир тизмек (чынжыр) деп айтууга болот. Көмүртек атомунан соң эң узун тизмек жасай алган атомдун 6 шакек менен кремний атому экенин эске алсак, көмүртек атомундагы укмуштуу абал жакшыраак көрүнөт.29

Three Similar Molecules Result: Three Very Different Substances

Even a difference in a few atoms between molecules leads to very different results. For instance, look carefully at the two molecules written below. They both seem very similar except for very small differences in their carbon and hydrogen components. The result is two totally opposite substances: C18H24O2 and C19H28O2 Can you guess what these molecules are? Let us tell you immediately: the first is oestrogen, the other is testosterone. That is, the former is the hormone responsible for female characteristics and the latter is the hormone responsible for male characteristics. Most interestingly, even a difference of a few atoms can cause sexual differences. Now take a look at the formula below. C6H12O2 Doesn't this molecule look very much alike the oestrogen and testosterone hormone molecules? So, what is this molecule, is it another hormone? Let us answer right away: this is the sugar molecule. From the examples of these three molecules made up of elements of the same type, it is very clear how diverse the substances are that the difference in the number of atoms may produce. On the one hand, there are the hormones responsible for sexual characteristics, while on the other hand, there is sugar, a basic food.

Көмүртектин мынчалык көп шакектүү тизмек жасай алышынын себеби – тизмектердин бир гана түз сызык абалында болбошу. Тизмектер бутактар абалында да боло алат, көп бурчтуу да боло алышат.

Бул жерде тизмектин формасы абдан маанилүү. Эки көмүртек бириккенде, көмүртек атомунун саны бирдей, бирок кошулмалардын тизмек формасы башкача болсо, 2 башка зат пайда болот. Жана ушундайча көмүртек атомунун, жогоруда саналган өзгөчөлүктөрү менен, жандуулардын жашоосу үчүн абдан маанилүү болгон молекулалар жаратылууда.

Көмүртек кошулмаларынын кээ бирлери бир канча атомдон гана турат. Кээ бирлери болсо миңдеген, ал тургай, миллиондогон атомдон турат. Бүт элементтер арасында көмүртек элементинин атомдору гана ушунчалык узун жана туруктуу кошулмаларды түзө алышат. Атактуу химик Дэвид Берни (David Burnie) Life аттуу китебинде бул элементтин касиетин мындайча баяндайт:

Англиялык химик Невил Сиджвик (Nevil Sidgwick) болсо Chemical Elements and Their Compounds (Химиялык элементтер жана алардын кошулмалары) аттуу эмгегинде көмүртектин жандуулар үчүн канчалык маанилүү экенине мындайча басым жасайт:

Diamond, which is a very valuable stone, is a derivative of carbon, which is otherwise commonly found in nature as graphite.

Көмүртек жасай алган кошулмаларынын саны жана көп түрдүүлүгү жагынан башка элементтерден толугу менен өзгөчө бир түзүлүштө. Ушул күнгө чейин көмүртектин жарым миллиондон ашуун ар башка кошулмалары бөлүнүп, ат коюлду. Бирок бул деле көмүртектин күчү жөнүндө абдан жетишсиз маалымат берет, себеби көмүртек бүт жандуу заттардын негизин түзөт.31

Көмүртектин бир эле суутек менен түзгөн ар түрдүү байланыштары «углеводороддор» деп аталган чоң бир бүлөнү пайда кылат. Бул бүлө ичинде табигый газ, суюк мунайзат, газ майы, керосин жана ар кандай машина майлары бар. Этилен жана пропилен деп аталган углеводороддор болсо нефтехимия өнөр-жайынын негизи. Башка углеводороддор болсо бензол, толуол жана скипидар сыяктуу кошулмаларды пайда кылат. Кийимдерибизди күйөө түшүшүнөн коргоо үчүн шкафтарга коюлган нафталин болсо башка бир түрдөгү углеводород. Хлор же фтор менен кошулган углеводороддор болсо анестезия заттары, өрт өчүргүчтөр жана муздаткычтарда колдонулган фреондор сыяктуу башка заттарды пайда кылат.

Жогорудагы сөзүндө химик Сиджвик да айткандай, ичинде болгону 6 протон, 6 нейтрон жана 6 электрону бар бул атомдун күчүн толук түшүнө алууга адамдын акылы жетпей калууда. Ошондуктан бул атомдун жандыктар үчүн маанилүү болгон кандайдыр бир касиетинин да кокустан пайда болушу мүмкүн эмес. Кыскача айтканда, бүт нерсени атомдоруна чейин курчаган Аллах көмүртек атомун да жандыктардын денелерине ылайыктуу кылып жараткан.

What Would Happen If Every Atom That Stood Close Together Immediately Reacted?

We just said that the whole universe is formed by the interaction of the atoms of 109 different elements. Here, there is a point that needs to be mentioned, which is that a very important condition must be fulfilled for the reaction to start. For instance, water does not form whenever oxygen and hydrogen come together and iron does not rust away as soon as it comes in contact with air. If it did so, iron, which is a hard and shiny metal, would be transformed into ferrous oxide, which is a soft powder, in a few minutes. No such thing as a metal would be left on earth and the order of the world would be greatly disturbed. If atoms that happened to be placed close to each other at a certain distance had united immediately without the fulfilment of certain conditions, atoms of two different substances would have interacted right away. In that case, it would be impossible even for you to sit on a chair, because the atoms forming the chair would immediate react with the atoms forming your body and you would become a being between chair and human (!). Of course, in such a world, life would be out of the question. How is such an end avoided? To give an example, hydrogen and oxygen molecules react very slowly at room temperature. That means that water forms very slowly at room temperature. Yet, as the temperature of the environment rises, the energies of molecules also increase and reaction is accelerated, and thus water is formed more rapidly. The minimum amount of energy required for molecules to react with each other is called the "activation energy". For instance, in order for hydrogen and oxygen molecules to react with each other to form water, their energy has to be higher than the activation energy. Just consider. If the temperature on earth were a little higher, the atoms would react too rapidly, which would destroy the equilibrium in nature. If the opposite were true, that is the temperature on earth were lower, then atoms would react too slowly, which would again disturb the equilibrium in nature. As this clarifies, the distance of the earth from the sun is just appropriate to support life on earth. Certainly, the delicate balances required for life do not end there. The inclination in the axis of the earth, its mass, surface area, the proportion of the gases in its atmosphere, the distance between the earth and its satellite, the moon, and many other factors have to be precisely at their present values so that living beings can survive. This points to the fact that all these factors could not have formed progressively by chance and that they were all created by Allah, the Owner of Supreme power, Who knows all the properties of living beings. Typically, the role of science during these processes is just to name the laws of physics that it observes. As we explained in the beginning, in the case of such phenomena, questions like "what?", "how?", and "in what way?" fade into insignificance. What we can reach by these questions are only the details of an already existing law. The main questions that should be asked are "why?" and "by whom was this law created"? The answer to these questions remains an enigma for scientists who blindly adhere to their materialist dogmas. At this point, where materialists reach a deadlock, the picture is very clear for a person who looks at events by using his mind and conscience. The flawless balances in the universe, which cannot be explained as coincidences, have been brought about at the bidding of a supreme mind and will, as stated in the verse, "Allah takes account of everything." (Surat an-Nisa: 86), and He created everything according to a very precise calculation, order and equilibrium.

Молекулалар арасы байланыштар: күчсүз байланыштар

The sequence of the amino acids and the three-dimensional shape determine the function of the protein in the body. Weak bonds between molecules form these structures.

Атомдорду бир-бирине карматкан байланыштар бул байланыштарга салыштырмалуу бир топ күчтүү. Бул байланыштар урматында миллиондогон ал тургай миллиарддаган түрдүү молекула пайда боло алат.

Затты пайда кылуу үчүн молекулалар кантип биригишет?

Молекулалар пайда болгон соң бир тең салмактуулукка келгендиктен эми молекулалар арасында электрон алып-берүү болбойт.

Анда аларды бир-бирине карматкан (чогуу туткан) нерсе эмне?

Бул суроого жооп берүүгө аракеттенген химиктер ар кандай теорияларды чыгарып башташкан. Изилдөөлөр молекулалардын ичтериндеги атомдордун өзгөчөлүктөрүнө жараша ар түрдүү формада бириге алаарын аныктады.

Бул байланыштар жандуулардын химиясы катары белгилүү болгон органикалык химия үчүн абдан маанилүү. Себеби жандуулардык пайда кылган эң маанилүү молекулалар ушул байланышты куруу касиети урматында пайда боло алышат. Протеинди мисал катары карайлы. Жандуулардын негизги курулуш материалы болгон протеиндердин үч өлчөмдүү комплекстүү формалары ушул байланыштар урматында пайда болот. Б.а. жандуулардын пайда болушу үчүн атомдор арасындагы күчтүү химиялык байланыш менен бирге молекулалар арасындагы күчсүз химиялык байланыш да бар болушу керек. Албетте бул байланыштын күчү да белгилүү бир чоңдукта болушу зарыл.

Протеин мисалынан уланталы. Протеиндер – бул аминокислота аттуу молекулалардын биригишинен пайда болгон бир топ чоң молекулалар. Аминокислоталарды түзгөн атомдор коваленттик байланыш менен биригишет. Күчсүз байланыштар болсо бул аминокислоталарды үч өлчөмдүү тизмекти ала турган абалда бир-бирине туташтырат. Протеиндер ушундай үч өлчөмдүү формалары менен болгондо гана жандуу организмдерге кызмат кыла алышат. Ошондуктан эгер бул байланыштар болбогондо протеиндер жана натыйжада жандуулар да болмок эмес.

Бир күчсүз байланыш түрү болгон «суутек» байланыштары болсо жашообузда абдан чоң мааниге ээ болгон заттардын башка актерлору. Мисалы, жашоонун негизи болгон «сууну» түзгөн молекулалар суутек байланыштары менен туташышкан.

Do you not see that Allah sends down water from the sky and forthwith the earth is covered in green? Allah is All-Subtle, All-Aware. (Surat al-Hajj: 63)

КЕРЕМЕТТҮҮ БИР МОЛЕКУЛА: СУУ

Дүйнөбүздүн үчтөн экиси жашоо үчүн атайын тандалган бир суюктук менен, «суу» менен курчалган. Жер бетинде жашаган бүт жандыктардын денелеринин 50-95%ы ушул атайын суюктуктан турат. Кайноо чекитине жакын температурадагы булактарда жашаган бактериялардан баштап ээрип жаткан айсбергдердин үстүндөгү кээ бир өзгөчө балырларга чейин суу бар болгон жердин баарында жана ар кандай температурада жашоо бар. Жамгырдан кийин жалбырактар бетинде калган бир суу тамчысында да миңдеген микроскопиялык жандык туулуп, көбөйөт жана өлөт.

Эч суу болбосо жер бети кандай көрүнмөк? Шексиз, бүт тарап чөл болмок, деңиздердин ордуна абдан терең жана коркунучтуу чуңкурлар орун алмак. Асман да булутсуз жана абдан кызыктай бир түстө көрүнмөк.

Жер бетиндеги жашоонун негизи болгон суунун пайда болушу болсо негизи абдан кыйын. Биринчиден суунун түзүүчүлөрү болгон суутек менен кычкылтек молекулаларын бир айнек идиштин ичинде турганын элестетели. Аларды ал идиштин ичинде көпкө койуп койолу. Бул газдар идиштин ичинде кылымдар бою турса да сууну пайда кылбашы мүмкүн. Пайда кылышса да абдан жай, мисалы миңдеген жыл өткөндө идиштин түбүндө абдан аз көлөмдө суу пайда болушу мүмкүн.

1) Water Molecule 2) H2O	3) Oxygen 4) Hydrogen	5) Hydrogen

Мындай шартта суунун мынчалык жай пайда болушунун себеби – температура. Бөлмө температурасында кычкылтек менен суутек абдан жай реакцияга кирет.

Кычкылтек менен суутек эркин кезде H2 жана O2 молекулалары абалында жүрүшөт. Бул молекулалар суу молекуласын пайда кылышы үчүн сүзүшүшү зарыл. Бул сүзүшүү натыйжасында суутек менен кычкылтек молекуласын түзгөн байланыштар алсыздайт жана кычкылтек менен суутек атомдорунун биригишине тоскоолдук калбайт. Ысык температура бул молекулалардын энергиясын, натыйжада ылдамдыктарын жогорулаткандыктан, сүзүшүү санын да бир топ жогорулатат. Ушундайча реакциянын ылдам жүрүшүн камсыздайт. Бирок учурда жер бетинде суунун пайда болушун камсыздай ала турганчалык жогору температура жок. Суунун пайда болушу үчүн керектүү температура дүйнө пайда болуп жатканда камсыздалган жана дүйнөнүн төрттөн үчтүк бөлүгүн түзгөн суу ошол кезде пайда болгон. Азыр болсо бул суу булактары бууланып атмосферага көтөрүлүп, ал жерде муздап, жамгыр болуп кайрадан жер бетине кайтууда. Б.а. суунун жалпы көлөмү көбөйбөйт, болгону тынымсыз айлануу жүрүп турат.

Суунун кереметтүү касиеттери

If water did not have the property of freezing from the surface downwards, a major portion of the seas would be frozen within a year and life in the sea would be endangered.

Суу химиялык зат катары көптөгөн кереметтүү касиетке ээ. Ар бир суу молекуласы суутек менен кычкылтек атомдорунун биригишинен пайда болгон. Бирөөсү күйгүзүүчү, экинчиси болсо күйүүчү болгон эки газдын биригип бир суюктукту, болгондо да сууну пайда кылышы абдан кызык.

Эми кыскача химиялык зат катары суунун кандайча пайда болгонун карайлы. Суунун электрдик заряды нөл, б.а. нейтралдуу. Бирок кычкылтек менен суутек атомдорунун чоңдугунан улам суу молекуласынын кычкылтек тарабы бир аз терс, суутек тарабы болсо бир аз оң заряддуу. Бирден көп суу молекуласы чогулганда оң жана терс заряддар бир-бирин тартып, «суутек байланышы» деп аталган абдан өзгөчө бир байланышты түзүшөт. Суутек байланышы абдан күчсүз бир байланыш жана өмүрү биздин акылыбызга сыйгыс кыска. Бир суутек байланышынын өмүрү болжол менен бир секунданын жүз миллиарддан бириндей. Бирок байланыштардын бири үзүлгөндө ылдам башка бир байланыш түзүлөт. Ошентип суу молекулалары бир-бирине жабышышат жана экинчи тараптан күчсүз бир байланыш менен бир-бирине туташкандыктан суюк (агуучу) болушат.

Суутек байланыштары сууга берген башка бир касиет – бул суунун температура өзгөрүшүнө тирешиши. Абанын температурасы кокустан көтөрүлсө да, суунун температурасы акырын акырын өсөт, ошол сыяктуу абанын температурасы кокустан төмөндөсө да, суунун температурасы акырын акырын төмөндөйт. Суунун температурасы көпкө өзгөрүшү үчүн температура абдан өзгөрүшү зарыл. Суунун температура энергиясынын мынчалык жогору болушунун жандуулардын жашоосуна абдан чоң пайдалары бар. Жөнөкөй бир мисал берсек, денебизде абдан көп суу бар. Суу эгер абадагы кокус температура өзгөрүүлөрүн ошондой ылдамдыкта ээрчигенде, кокустан температурабыз көтөрүлмөк же кокустан тоңмокпуз.

Because the density of frozen water is less than water in liquid form, ice floats on water.

Ошол сыяктуу суу бууланышы үчүн да көп жылуулук энергиясына муктаждык бар. Суу бууланып жатканда, көп жылуулук энергиясы колдонгондуктан, суунун температурасы төмөндөйт. Адам денесинен бир мисал берсек; денебиздин кадимки температурасы 36 0С жана биз чыдай алган эң жогорку дене температурасы 42 0С. Арадагы бул 6 градустук айырма абдан кичинекей бир аралык жана бир канча саат күн тийген жерде иштөө дене температурасын ушунчага көтөрүшү мүмкүн. Бирок денебиз тердөө аркылуу, б.а. ичиндеги суунун бууландыруу аркылуу көп көлөмдө жылуулук энергиясын коротот жана дене температурасы төмөндөйт. Денебиз автоматтык түрдө иштеген мындай механизмге ээ болбогондо, бир канча саат күн астында иштөө да биз үчүн өлүмгө себеп болушу мүмкүн эле.

Суутек байланыштары сууга берген башка бир кереметтүү өзгөчөлүк – бул суунун суюк абалында катуу абалына салыштырмалуу тыгызыраак болушу. Бирок жер бетиндеги заттардын көпчүлүгү катуу абалында суюк абалына салыштырмалуу тыгызыраак болот. Бирок суу башка заттардын тескерисинче тоңуп жатканда кеңейет. Буга суутек байланыштарынын суу молекулаларынын бир-бирине бекем байланышына тоскоол болушу жана ортодо көп аралыктын калышы себеп болот. Суу суюк кезде суутек байланыштары үзүлгөндүктөн кычкылтек атомдору бир-бирине жакындайт жана тыгызыраак түзүлүш алынат.

Бул ошол эле учурда муздун суудан жеңилирээк болушуна алып келет. Негизи кандайдыр бир металлды ээритип ичине ушул эле металлдын катуусунан бир канча кесим таштасаңыз, бул металл бөлүктөрү ошол замат төмөн чөгөт. Бирок сууда абал башкача. Он миңдеген тонна салмагындагы муз тоолору суунун бетинде козу карын сыяктуу сүзүп жүрүшөт. Суунун мындай касиетинин кандай пайдасы болушу мүмкүн?

Бул суроого бир дарыяны мисал кылып жооп берели: аба абдан сууганда дарыядагы суунун баары эмес, бети гана тоңот. Суу +4 градус цельсийде эң оор болот жана бул даражага жеткен суу ылдам төмөн чөгөт. Суунун бетинде болсо «бир катмар муз» пайда болот. Бул катмардын астында суу агышын улантат жана +4 градус жандыктар жашай ала турган бир температура болгондуктан, суудагы жандыктар мунун урматында жашоосун улантышат.

Аллах сууга берген мындай теңдешсиз касиеттердин баары жер бетинде жандыктардын жашай алышын мүмкүн кылган касиеттер. Куранда Аллах адамдарга тартуулаган бул улуу жакшылыктын мааниси мындайча билдирилген:

Суунун кызыктуу бир касиети

Баарыбыз билгендей суу 100 0С температурада кайнайт жана 0 0С температурада тоңот. Бирок кадимки шарттарда суу 100 0С эмес, 180 0С кайнашы керек эле. Эмне үчүн дейсизби?

Мезгилдик таблицада бир топтогу элементтердин касиеттери жеңил элементтен оор элементти көздөй бир калыптуу өзгөрөт. Бул бир калыптуулук өзгөчө суутек кошулмаларында кенен байкалат. Мезгилдик таблицада кычкылтек кирген топтогу элементтердин кошулмалары «гидрид» деп аталат. Суу негизи «кычкылтек гидрид». Бул топтогу башка элементтердин гидриддери суу молекуласы менен бирдей молекула түзүлүшүнө ээ.

Бул кошулмалардын кайноо чекиттери күкүрттөн баштап оорураакты көздөй тартиптүү бир абалда өзгөрөт; бирок күтүүсүздөн суунун кайноо чекити бул тизмеден сыртка чыгат. Суу (кычкылтек гидрид) болушу керек болгондон 80 ⁰С төмөнүрөөктө кайнайт. Дагы бир таң калыштуу нерсе суунун тоңуу чекити менен байланыштуу: мезгилдик системадагы тартип боюнча суу -100 ⁰С температурада тоңушу керек. Бирок суу бул эрежени бузат жана болушу керек болгондон 100 ⁰С жогоруда, б.а. 0 0Сде муз абалына келет. Бул жерде эмне үчүн гидриддердин башкасы эмес, бир гана суу (кычкылтек гидрид) мезгилдик система эрежелерине баш ийбейт деген суроо туулат.

Molecules at the surface of a liquid feel a net force pulling inward. This is surface tension. It provides a cohesive force between the surface molecules, which is sufficient to prevent the legs of a ripple bug from breaking through. The high surface tension in water is vital to physiological processes.31

Физика эрежелери да, химия эрежелери да же болбосо биз эреже дегендердин баары адамдардын ааламдагы кереметтүү тең салмактуулуктун жана жаратылуунун детальдарын түшүндүрүү аракети гана. Өзгөчө 20-кылымда жасалган бүт изилдөөлөр ааламдагы бардык физикалык тең салмактуулуктардын адам жашоосу үчүн абдан кылдат пландалганын көрсөтүүдө. Изилдөөлөр ааламдагы бардык физика, химия жана биология мыйзамдарынын, атмосферанын, күндүн, атомдордун, молекулалардын адам жашоосу үчүн дал талап кылынгандай пландалганын аныктоодо. Суу дагы жогоруда саналаган заттардагы сыяктуу башка эч бир суюктукка салыштыргыс даражада жашоого ыңгайлуу жана дүйнөнүн көп бөлүгү жашоо үчүн дал талап кылынган көлөмдө суу менен капталган. Булардын баарынын бир кокустук эмес экени жана кемчиликсиз бир тартип, долбоордун бар экени апачык.

Суунун адамды таң калтырган физикалык жана химиялык касиеттери бул суюктуктун адам жашоосу үчүн атайын жаратылганын көрсөтүүдө. Аллах суу менен адамдарга жашоо берген жана адамдар жашоо үчүн муктаж болгон нерселеринин баарын суу менен топурактан өстүргөн. Аллах Куранда адамдарды бул жөнүндө ойлонууга чакырат:

Коргоочу чатыр: озон

Биз дем алган аба, б.а. төмөнкү атмосфера көбүнчө кычкылтек газынан турат. Бул жерде кычкылтек деп O^₂ газын айтуудабыз. Б.а. төмөнкү атмосферадагы кычкылтек молекулалары 2ден атомдон турат. Бирок кычкылтек молекуласы кээде үчтөн атомдон да (O₃) турушу мүмкүн. Бул учурда бул молекула эми кычкылтек эмес «озон» деп аталат, себеби бул эки газ бир-биринен абдан айырмаланат.

Бул жерде бир жагдайга токтолуу керек: эки кычкылтек атому бириккенде кычкылтек газы пайда болот; эмне үчүн үч кычкылтек атому бириккенде озон газы деген башка бир газ пайда болот? Түпкүрүндө эки болсо да, үч болсо да кычкылтек атомдору биригип жатат го? Анда эмнеге башка бир газ пайда болууда? Бул суроого жооп берүүдөн мурда бул эки газдын кандай айырмалары бар экенин карап, андан соң жооп берүү туура болот:

Кычкылтек газы (O₂) төмөнкү атмосферада жайгашкан жана дем алуу аркылуу жер бетиндеги бардык жандууларга жашоо берет. Озон газы (O₃) болсо уулуу жана абдан жаман жыттуу бир газ. Атмосферанын эң жогорку катмарларында жайгашкан. Эгер кычкылтектин ордуна озон менен дем алууга мажбур болгонубузда эч бирибиз жашай алмак эмеспиз.

4) O3 5) Chlorine 6) O2	How does chlorine destroy ozone? Chlorine reacts with ozone, producing an oxygen molecule and a hypochlorite ion (OCl-) (1). The ion reacts with an oxygen atom (2) to liberate free chlorine (3), which can react with and destroy another ozone molecule.

Озон жогорку атмосферада; себеби ал жакта жандуулардын жашоосу үчүн абдан маанилүү бир функциясы бар. Атмосферанын болжолдуу 20 км бийиктигинде бүт дүйнөнү бир катмар сыяктуу ороп турат. Ушундайча күндөн келген инфракызыл нурларды жутуу менен жер бетине болгон күчү менен жетишине тоскоол болот. Инфракызыл нурлар абдан жогорку энергияга ээ болгондуктан, эгер жер бетине тоскоолдуксуз келсе, жер бетиндеги бүт нерсе күйөт жана дүйнөдө жашоо болбойт. Мына ушул себептен озон катмары атмосферада коргоочу бир соот кызматын аткарат.

Жер бетиндеги жандыктар жашай алышы үчүн бүт бул жандыктар дем ала алышы жана зыяндуу күн нурларынан коргоно алышы зарыл. Жана бул системаны түзгөн ар атомдун, ар молекуланын ээси Аллах гана. Аллахтын уруксаты болбостон, эч бир күч бул атомдорду кычкылтек жана озон газы молекулалары катары ар кандай абалда бириктире алмак эмес.

Биз даамдаган жана жыттаган молекулалар

Даам жана жыт сезүү адамдын дүйнөсүн кооз кылган сезимдер. Бул сезимдерден алынган ырахат байыркы доорлордон бери кызыгуу жараткан жана булардын түпкүрүндө молекулярдык реакциялар экени жакында гана аныкталды.

«Даам» жана «жыт» деп аталган түшүнүктөр негизи бир-биринен айырмалуу молекулалар сезүү органдарыбызда пайда кылган кабылдоолор гана. Мисалы, тамактардын, суусундуктардын, же айланыбызда көргөн ар кандай мөмө-чөмө жана гүл жыттарынын баары учуучу молекулалар гана. Атомдор бир тараптан жандуу жана жансыз затты пайда кылып, экинчи тараптан болсо затка даам жана сулуулук берүүдө. Бул кандайча болуп жатат?

PIPERINE Piperine is the active component of white and black pepper (the berries of the tropical vine Piper nigrum). Black pepper is obtained by allowing the unripe fruit to ferment and then drying it. White pepper is obtained by removing the skins and pulp of the ripe berries and drying the seeds.

Ванильдин жыты, гүлдүн жыты сыяктуу учуучу молекулалар мурундун эпителий деп аталган аймагындагы титирек түктөрүндөгү кабылдагычтарга келишет жана бул кабылдагычтар менен реакцияга киришет. Бул реакция мээбизде жыт катары кабылданат. 2-3 см квадраттык бир жыт алуу кабыкчасы менен капталган мурун боштугубузда ушул күнгө чейин жети түрдүү кабылдагыч аныкталды. Бул кабылдагычтардын ар бирине негизги бир жыт туура келет. Ошол сыяктуу адамдын тилинин алдыңкы тарабында төрт түрдүү химиялык кабылдагыч бар. Булар туздуу, таттуу, кычкыл жана ачуу даамдарына туура келет. Ушул бүт сезүү органдарыбыздын кабылдагычтарына келген бул молекулалар мээбиз тарабынан химиялык сигналдар катары кабылданат.

Para-HYDROXYPHENOL -2-BUTANONE ve IONONE The mixture of these two molecules produces a very pleasant aroma. Butanone is the molecule chiefly responsible for the smell of ripe raspberries. The fresh new smell of the newly picked fruit is due partly to ionone, which is also responsible for the odours of sundried hay and violets. Ionone is the fragrant component of oil of violets.

Учурда даам менен жыттын кандайча кабылданаарын, кандайча пайда болоорун түшүнө алдык, бирок илимпоздор эмне үчүн кээ бир заттардын көп, кээ бирлеринин аз жыттанаары, эмне үчүн кээ бирлеринин даамынын жагымдуу жана кээ бирлеринин болсо жаман экени жөнүндө так жыйынтыкка бара алышкан жок.

FURYLMETHANETHIOL This molecule is one of those responsible for the aroma of coffee. The stimulating action of coffee is due to caffeine. The colour of roasted coffee beans seen left is largely due to the browning reaction that occurs when organic substances containing nitrogen are heated. Temporarily trapped within the beans are the molecules responsible for flavour and stimulation.

Бир ойлонолу. Эч жыт, эч даам жок бир дүйнөдө да жашап жаткан болушубуз мүмкүн эле. Бирок күрөң жана өзүнө гана тиешелүү бир жыты бар топурактан жүздөгөн түрдүү, жагымдуу жыттуу жана даамдуу мөмө-чөмө, жашылча-жемиш жана миңдеген түс, форма жана жыттагы гүлдөр чыгууда. Даам жана жыт түшүнүгүн билбегендиктен, бул сезимдерге ээ болууну каалоо оюбузга да келмек эмес. Анда бул атомдор бир тараптан затты пайда кылуу үчүн укмуштуу бир формада биригип жатышып, эмне үчүн экинчи тараптан даам жана жытты пайда кылуу үчүн биригишет? Даам жана жыттын болушу адамдардын негизги бир муктаждыгы эмес. Бирок кереметтүү бир чеберчиликтин жемиши катары дүйнөбүзгө такыр башка бир ырахат кошууда.

The picture above belongs to an evil-smelling molecule and the one on the left to an aromatic molecule. As we can see, what distinguishes bad odour from a pleasant odour is these small differences in a microcosm which is invisible to us.

Башка жандыктарга салыштырсак, кээ бир жандыктар чөп гана, кээ бирлери болсо башка нерселерди жешет. Албетте, булардын жагымдуу жыты да, жагымдуу даамы да жок, ансыз деле болсо да аң-сезими жок бул жандыктар үчүн даамдын бир мааниси жок. Биз да албетте алар сыяктуу бир түрдүү тамак менен гана азыктанышыбыз мүмкүн эле. Өмүр бою бир түрдүү гана тамак жесеңиз жана суу гана ичсеңиз жашооңуз канчалык жупуну жана ырахатсыз болмок эле, туурабы? Бул жагынан даам менен жыт дагы, башка бүт жакшылыктар сыяктуу, чексиз берешен жана сый ээси Аллах тарабынан адамга акысыз тартууланган кооздуктардан. Бул эки кабылдоонун эле болбошу да адамдын жашоосун бир топ кызыксыз кылууга жетмек. Ага тартуу кылынган бүт бул жакшылыктарга карата адамдын милдети – албетте, аны бүт тараптан курчаган мындай чексиз бир сый үчүн Аллах каалагандай бир кул болууга аракеттенүү. Мындай мамиле үчүн Раббибиз ага бул дүйнөдө бир мисалдарын гана сунган жакшылыктардын бир топ жогорулары чексиз улана турган түбөлүк бир жашоону убада кылууда. Тескерисинче, нашүгүрдүк, кош көңүлдүк кылынып капылеттикте өткөрүлгөн бир өмүрдүн жообу болсо албетте адилеттүү бир жооп болот:

b-KERATIN Silk, the common name of b-Keratin, is the solidified fluid excreted by a number of insects and spiders, the most valuable being the exudent of the silkworm, the caterpillar of the silk moth. It is a polypeptide made largely from glycine, alanine, and smaller amounts of other amino acids. b-Keratin molecules do not form a helix; instead they lie on top of each other to give ridged sheets of linked amino acids, with glycine appearing on only one side of the sheets. The sheets then stack one on top of the other. This planar structure is felt when you touch the smooth surface of silk.

Затты кандайча кабылдап жатабыз?

Бул жерге чейин окугандарыбыз зат деп аталган нерсенин эч биз ойлогондой белгилүү бир түскө, жытка, формага ээ бир бүтүн эмес экенин көрсөттү. Биз зат деп ойлогон нерсе, б.а. денебиз, бөлмөбүз, үйүбүз, ал тургай, дүйнө жана бүт аалам чынында бир энергия жыйындысы гана. Анда айланабыздагы мынча нерселерди көзгө көрүнө турган жана колго кармала турган абалга алып келген нерсе эмне?

Айланабыздагыларды зат катары кабылдашыбыздын себеби – бул атомдордун орбиталарындагы электрондордун фотондор менен сүзүшүшү, атомдордун бир-бирин түртүшү жана тартышы.

Азыр колумда кармап турам деген китепке негизи тийген да жоксуз... Чынында колуңуздун атомдору китептин атомдорун түртүп жатат жана бул түртүүнүн күчүнө жараша сизде тийүү сезими пайда болууда. Себеби атомдордун түзүлүшү жөнүндө сөз болуп жатканда айтылгандай, атомдор бир-бирине эң көп бир атомдун диаметриндей гана жакындай алышат. Болгондо да бир-бирине мынчалык жакындаган атомдор – бир-бири менен реакцияга кирген атомдор гана. Демек бир заттын атомдору да бир-бирине эч тийе албаса, биз колубуз менен кармаган, кыскан же кармап асманга көтөргөн затка эч качан тийе албайбыз. Болгондо да, эгер колубуздагы затка эң көп жакындай алганыбызда, анда бул зат менен химиялык реакцияга кирмекпиз. Мындай учурда болсо адам же башка бир жандык бир секунда да жашай алмак эмес. Жандык бутун койгон, отурган же таянган зат менен ошол замат химиялык реакцияга кирмек жана кызыктай бир нерсеге айланмак.

Бул жыйынтыктар абдан ойго салат: чынында 99,95%ы бош болгон жана дээрлик энергиядан гана турган атомдордон түзүлгөн бир дүйнөдө жашап жатабыз.38«Тийип жатабыз жана кармап жатабыз» деген нерселерге негизи эч качан тийе албайбыз. Көргөн, уккан жана жыттаган затты канчалык кабылдап жатабыз? Бул заттар чынында биз көргөндөй, биз уккандайбы? Эч андай эмес... Электрондор жана молекулалар жөнүндө сөз кылып жатканда муну караганбыз. Бул жерде кайра эске салсак; биз бар деген жана көргөн затты негизи түздөн-түз эч көрө албайбыз. Себеби көрүп жатабыз деген кубулуш – негизи күндөн же башка бир жарык булагынан келген жарык бөлүкчөлөрүнүн (фотондордун) затты сүзүшү, бул заттын келген нурдун бир бөлүгүн жутушу жана калганын сыртка чыгарышы натыйжасында заттан чагылып көзүбүзгө тийген фотондор мээбизде пайда кылган бир катар сүрөттөлүштөр. Б.а. биз көргөн зат биздин көзүбүзгө чагылган фотондор алып жүргөн маалыматтан гана турат. Андай болсо бул маалыматтар зат жөнүндөгү маалыматтын канчалыгын бизге чагылтат? Сыртта бар болгон заттардын чыныгы көрүнүшүнүн бизге толук чагылтылганын далилдей турган бир дагы далилибиз жок.