Ионизация молекул PDF Печать E-mail

Если чайную ложку сахарного песку положить в стакан с водой, то сахар растворится. Вода будет иметь такой же вид, как и прежде, но приобретет сладкий вкус и немного более вязкую консистенцию. При растворении кристаллики сахара дробятся до размеров молекул, которые, естественно, настолько малы, что их нельзя увидеть в самый сильный микроскоп. Поваренная соль также очень легко растворяется, но при этом она делится на частички еще более мелкие, чем молекулы. Молекула поваренной соли состоит из двух атомов — натрия и хлора; ее химическая формула NaCl. Частицы, образующиеся при растворении соли, —  это не атомы натрия и хлора: в самом деле, натрий — это элемент, который бурно и с выделением большого количества тепла реагирует с водой, а хлор — зеленоватый ядовитый газ.

Ясно, что ни натрий, ни хлор не образуются в свободном виде при растворении поваренной соли в воде. Частицы, которые образуются при растворении соли, —  это ионы натрия и хлора. Чем отличается ион от атома? В ионной структуре число протонов не равно числу электронов, и поэтому ион всегда несет положительный или отрицательный электрический заряд. При растворении соли атом хлора отрывает один электрон с внешней орбиты атома натрия. В результате атом хлора приобретает один дополнительный электрон и становится отрицательно заряженным; его обозначают символом С1- и называют ионом хлора. Атом натрия в этом процессе потерял один электрон; поскольку количество протонов при этом не изменилось, то в результате атом натрия оказался положительно заряженным, т. е. превратился в ион натрия Na+. Если из раствора соли выпарить воду, то противоположно заряженные ионы в силу взаимного притяжения соединятся вновь в молекулы соли. Описанный процесс разделения молекул на ионы называется ионизацией.

Радиоактивное излучение — как волновой, так и корпускулярной природы — обычно называют ионизирующим, так как оно превращает атомы облучаемого вещества в ионы. На этом свойстве излучения основан способ его измерения при помощи счетчика Гейгера. Излучение вызывает ионизацию газа в камере счетчика, и величина этой ионизации измеряется при помощи специального устройства. Быстро движущиеся заряженные частицы, проходя вблизи атома, выбивают с его орбиты электроны; в результате возникает положительно заряженный ион. Вырванный электрон обычно попадает на электронную орбиту другого атома, превращая его в отрицательный ион.

Нейтроны, не несущие заряда, не выбивают электронов с орбит, однако они также вызывают ионизацию. Когда нейтрон сталкивается с ядром какого-либо атома, последний переходит в возбужденное (нестабильное) состояние. Но очень скоро атом возвращается в основное состояние, испуская какую-либо заряженную частицу, в результате чего он становится ионом. Электромагнитное излучение также вызывает ионизацию: поглощая энергию излучения, атом, как и при столкновении с нейтроном, приходит в возбужденное состояние, из которого он возвращается в основное с испусканием одного электрона.

Обычно считают, что вызванные излучением повреждения живых тканей обусловлены ионизацией. Ионы обладают высокой реакционной способностью; они взаимодействуют с важнейшими ферментами и структурами клеток, вследствие чего нарушаются процессы клеточного деления и роста. Именно поэтому наибольшая чувствительность к излучению характерна для активно растущих и делящихся клеток, причем возникающие изменения настолько значительны, что облученные клетки часто погибают.

Интересные статьи по биологии:

1) Ионизация молекул

2) Межвидовые взаимоотношения в сообществах