科学の世界や日常生活の中で、「フォームフィット機能」という用語や同じフレーズのバリエーションに出くわしたことがあるかもしれません。 一般的に、それはあなたが遭遇する何かの出現がそれが何をするか、またはそれがどのように使用されるかについての手がかりである可能性が高いことを意味します。 多くの文脈で、この格言は、探索に逆らうほど明白です。
たとえば、手に持つことができ、スイッチに触れるだけで一端から光を発する物体に遭遇した場合、 あなたは、デバイスが適切な自然がない状態で直接の環境を照らすためのツールであると確信することができます 光。
生物学（つまり生物）の世界では、この格言はまだいくつかの注意点があります。 1つは、フォームと機能の関係に関するすべてが必ずしも直感的であるとは限らないということです。
2つ目は、1つ目から続いて、原子の評価に関係する小さなスケールと、原子の組み合わせから生じる分子と化合物が、フォームと 原子と分子がどのように相互作用するかについてもう少し知らない限り、特にさまざまな瞬間ごとに変化する動的な生活システムのコンテキストでは、機能を理解するのは難しいです ニーズ。
原子とは正確には何ですか？
与えられたものの形を探る前に 原子、分子、元素または化合物はその機能に不可欠であり、理解する必要があります これらの用語は、しばしば同じ意味で使用されるため、化学において正確に何を意味しますか。 時々そうではありません。
アン 原子 は、あらゆる要素の中で最も単純な構造単位です。 すべての原子は、いくつかの陽子、中性子、および電子で構成されており、水素は中性子を含まない唯一の元素です。 標準的な形式では、各元素のすべての原子は、同じ数の正に帯電した陽子と負に帯電した電子を持っています。
あなたが上に移動するにつれて 周期表 元素の数（以下を参照）では、特定の原子の最も一般的な形の中性子の数は、陽子の数よりもいくらか速く上昇する傾向があることがわかります。 陽子の数が固定されたままで中性子を失ったり、得たりする原子は、同位体と呼ばれます。
同位体 同じ原子の異なるバージョンであり、中性子数を除いてすべて同じです。 すぐにわかるように、これは原子の放射能に影響を及ぼします。
元素、分子、化合物：「もの」の基本
アン 素子 は特定の種類の物質であり、異なる成分に分離することはできず、小さな成分のみに分離できます。 各元素は、元素の周期表に独自のエントリがあり、物理的特性を見つけることができます（例： サイズ、形成された化学結合の性質）任意の要素を他の91の自然発生から区別します 要素。
原子の集合体は、どんなに大きくても、他の添加物が含まれていない場合、元素として存在すると見なされます。 したがって、He原子のみで構成される「元素」ヘリウム（He）ガスに遭遇する可能性があります。 または、1キログラムの「純粋な」（つまり、計り知れない数のAu原子を含む元素の金）に遭遇する可能性があります。 これはおそらくあなたの経済的未来を賭けるための考えではありませんが、それは物理的に可能です。
A 分子 最小です 形 与えられた物質の; Cなどの化学式が表示されたとき6H12O6 （砂糖ブドウ糖）、あなたは通常それを見ています 分子 式。 ブドウ糖はグリコーゲンと呼ばれる長鎖で存在することができますが、これは糖の分子形態ではありません。
- Heなどの一部の元素は、原子または単原子の形で分子として存在します。 これらにとって、原子は分子です。 その他、酸素（O2）これはエネルギー的に有利であるため、自然な状態で二原子の形で存在します。
最後に、 化合物 水（H2O）。 したがって、分子状酸素は原子状酸素ではありません。 同時に、酸素原子のみが存在するため、酸素ガスは化合物ではありません。
分子レベル、サイズ、形状
分子の実際の形が重要であるだけでなく、単にこれらを頭の中で固定できることも重要です。 これは、球棒モデルを使用して「現実の世界」で行うことができます。または、より多くのモデルに依存することもできます。 教科書や オンライン。
事実上すべての化学、特に生化学の中心（または必要に応じて最上位の分子レベル）に位置する要素は次のとおりです。 炭素. これは、炭素が4つの化学結合を形成し、原子間で一意になるためです。
たとえば、メタンの化学式はCHです。4 そして、4つの同一の水素原子に囲まれた中央の炭素で構成されています。 どのように 水素 原子は、それらの間の最大距離を可能にするように自然に間隔を空けますか？
一般的な単純な化合物の配置
たまたまCH4 ほぼ四面体またはピラミッド型の形状を想定しています。 平らな面に設定された球棒モデルでは、ピラミッドのベースを形成する3つのH原子があり、C原子は少し高く、4番目のH原子はC原子の真上にあります。 H原子の異なる組み合わせがピラミッドの三角形の底面を形成するように構造を回転させても、実際には何も変わりません。
窒素は3つの結合、酸素2と水素1を形成します。 これらの結合は、同じ原子のペア全体で組み合わせて発生する可能性があります。
たとえば、シアン化水素（HCN）分子は、HとCの間の単結合と、CとNの間の三重結合で構成されます。 化合物の分子式とその個々の原子の結合挙動の両方を知っていると、多くの場合、その構造について多くのことを予測できます。
生物学における主要な分子
ザ・ 4つのクラスの生体分子 は 核酸、炭水化物, タンパク質、および 脂質 （または 脂肪). これらの最後の3つは、人間の食事を構成する3つのクラスの主要栄養素であるため、「マクロ」として知られているかもしれません。
二つ 核酸 デオキシリボ核酸（DNA）とリボ核酸（RNA）であり、それらは 遺伝コード 生物とその中のすべてのものの組み立てに必要です。
炭水化物または「炭水化物」は、C、H、およびO原子でできています。 これらは常にこの順序で1：2：1の比率であり、分子形状の重要性を再び示しています。 脂肪にもC、H、O原子しかありませんが、これらは炭水化物とは非常に異なって配置されています。 タンパク質は他の3つにいくつかのN原子を追加します。
ザ・ アミノ酸 タンパク質中は、生体系の酸の例です。 体内の20種類のアミノ酸からなる長鎖は、これらの酸の鎖が十分に長くなると、タンパク質の定義になります。
化学結合
ここでは結合について多くのことが言われていますが、化学ではこれらは正確には何ですか？
に 共有結合、電子は原子間で共有されます。 に イオン結合、一方の原子はその電子をもう一方の原子に完全に放棄します。 水素結合 特別な種類の共有結合と考えることができますが、水素は最初に1つの電子しかないため、分子レベルが異なります。
ファンデルワールス相互作用 水分子間で発生する「結合」です。 水素結合とファンデルワールス相互作用は他の点では類似しています。