Quali sono i livelli di organizzazione della materia? (Con esempi)

IL livelli di organizzazione soggetto Sono quelle manifestazioni fisiche che compongono l'universo nelle sue diverse scale di massa. Sebbene molti fenomeni possano essere spiegati dalla fisica, ci sono regioni di questa scala che corrispondono più a chimica, biologia, mineralogia, ecologia, astronomia e altre scienze naturali di più.

Nelle basi della materia abbiamo particelle subatomiche, studiate dalla fisica delle particelle. Salire i passi della tua organizzazione, entriamo nel campo della chimica e quindi raggiungiamo la biologia; Dalla materia disintegrata ed energica, termina osservando corpi mineralogici, organismi viventi e pianeti.

I livelli di organizzazione di organi sono integrati e coerenti per definire gli organi immobiliari unici. Ad esempio, il livello cellulare è costituito da subatomico, atomico, molecolare e cellulare, ma ha proprietà diverse per tutte loro. Allo stesso modo, i livelli superiori hanno proprietà diverse.

Quali sono i livelli di organizzazione della materia?

Il soggetto è organizzato ai seguenti livelli:

Livello subatomico

Iniziamo con il passo più basso: con le particelle più piccole dello stesso atomo. Questo passaggio è oggetto dello studio di fisica delle particelle. In un modo molto semplificato ci sono i quark (su e giù), i leptoni (elettroni, muoni e neutrini) e i nucleoni (neutroni e protoni).

La massa e le dimensioni di queste particelle sono così spregevoli, che la fisica convenzionale non è conforme al loro comportamento, quindi è necessario studiarle con il prisma della meccanica quantistica.

Livello atomico

Ancora nel campo della fisica (atomico e nucleare), scopriamo che alcune particelle primarie si legano attraverso forti interazioni per dare origine all'atomo. Questa è l'unità che definisce gli elementi chimici e l'intera tavola periodica. Gli atomi sono composti da protoni, neutroni ed elettroni. Nella seguente immagine puoi vedere una rappresentazione di un atomo, con i protoni e i neutroni nel nucleo e negli elettroni all'estero:

I protoni sono responsabili del carico positivo del nucleo, che insieme ai neutroni fanno quasi tutta la massa dell'atomo. Gli elettroni, d'altra parte, sono responsabili del carico negativo dell'atomo, diffuso attorno al nucleo in regioni dense, elettronicamente, chiamate orbitali.

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Gli atomi differiscono l'uno dall'altro per il numero di protoni, neutroni ed elettroni che hanno. Tuttavia, i protoni definiscono il numero atomico (Z), che a sua volta è caratteristico per ciascun elemento chimico. Pertanto, tutti gli elementi hanno diverse quantità di protoni e il loro ordine può essere visto in ordine crescente nella tabella periodica.

Livello molecolare

La molecola d'acqua è di gran lunga la più emblematica e sorprendente di tutti. Fonte: DiamondCoder [CC BY-SA 4.0 (https: // creativeCommons.Org/licenze/by-sa/4.0)]

A livello molecolare entriamo nel campo della chimica, della fisica e un po 'più distante, la farmacia (sintesi di farmaci).

Gli atomi sono in grado di interagire tra loro attraverso il legame chimico. Quando questo collegamento è covalente, cioè con un elettrone equo condiviso, si dice che gli atomi si siano uniti per causare molecole.

D'altra parte, gli atomi di metallo possono interagire usando il legame metallico, senza definire molecole; Ma cristalli.

Seguendo i cristalli, gli atomi possono perdere o guadagnare elettroni per trasformarsi in cationi o anioni, rispettivamente. Questi due formano il duo noto come ioni. Inoltre, alcune molecole possono acquisire carichi elettrici, chiamando ioni molecolari o poliiatomici.

Dagli ioni e dai loro cristalli, enormi quantità di essi, sono nati i minerali, che compongono e arricchiscono la corteccia terrestre e il mantello.

Questa voluminosa molecola di dendrimetro di polifenilene è un esempio di macromolecola. Fonte: M Stone at the English Language Wikipedia [CC BY-SA 3.0 (http: // creativeCommons.Org/licenze/by-sa/3.0/]]

A seconda del numero di legami covalenti, alcune molecole sono più massa di altre. Quando queste molecole hanno un'unità strutturale e ripetitiva (monomero), si dice che siano macromolecole. Tra questi, ad esempio, abbiamo proteine, enzimi, polisaccaridi, fosfolipidi, acidi nucleici, polimeri artificiali, asfalto, ecc.

È necessario sottolineare che non tutte le macromolecole sono polimeri; Ma tutti i polimeri sono macromolecole.

Questa molecole d'acqua di icosaédrico (100) è mantenuta coerente dai suoi ponti idrogeno. Questo è un esempio di una supramolecola governata dalle interazioni di van der Walls. Fonte: Danski14 [CC BY-SA 3.0 (https: // creativeCommons.Org/licenze/by-sa/3.0)]

Ancora nella fase molecolare, molecole e macromolecole possono essere aggiunte per mezzo di van der Walls per formare conglomerati o complessi chiamati supramolecole. Tra i più conosciuti abbiamo le micelle, le vescicole e la parete lipidica a doppio livello.

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I supramolecole possono avere dimensioni e masse molecolari inferiori o superiori rispetto alle macromolecole; Tuttavia, sono le sue interazioni non covalenti le basi strutturali di infiniti sistemi biologici, organici e inorganici.

Livello di organelli cellulari

Rappresentazione dei mitocondri, uno degli organelli cellulari più importanti.

I supramolecole differiscono nella loro natura chimica, quindi coesi tra loro caratteristici per adattarsi all'ambiente (acquoso nel caso delle cellule).

Questo è quando compaiono diversi organelli (mitocondri, ribosomi, core, apparato di Golgi, ecc.), ognuno destinato a svolgere una funzione specifica all'interno della colossale fabbrica vivente che conosciamo come la cellula (Eucariota e Prokaryot): il "atomo" della vita.

Livello cellulare

Esempio di una cellula eucariotica (cellula animale) e delle sue parti (fonte: Alejandro Porto [CC0] via Wikimedia Commons)

A livello cellulare, entrano in gioco la biologia e la biochimica (oltre ad altre scienze correlate). Nel corpo c'è una classificazione per le cellule (eritrociti, leucociti, sperma, ovuli, osteociti, neuroni, ecc.). La cellula può essere definita come l'unità di base della vita e ci sono due tipi principali: eucarioti e processi.

Livello multicellulare

I set di cellule distinti definiscono i tessuti, questi tessuti hanno origine organi (cuore, pancreas, fegato, intestino, cervello) e infine gli organi integrano diversi sistemi fisiologici (respiratorio, circolatorio, digestivo, nervoso, endocrino, ecc.). Questo è il livello multicellulare. Ad esempio, una serie di migliaia di cellule compongono il cuore:

Già in questo passaggio è difficile studiare i fenomeni da un punto di vista molecolare; Sebbene la farmacia, la chimica supramolecolare si sia concentrata sulla medicina e sulla biologia molecolare, mantenga tale prospettiva e accetti tali sfide.

Organismi

A seconda del tipo di cellula, DNA e fattori genetici, le cellule finiscono per costruire organismi (verdure o animali), di cui già menzioniamo l'essere umano. Questo è il passo della vita, la cui complessità e vastità sono inimmaginabili anche oggi. Ad esempio, una tigre è considerata un orso di panda è considerato un organismo.

Livello di popolazione

I cluster di queste farfalle monarca dimostrano come gli organismi sono associati nelle popolazioni. Fonte: Pixnio.

Gli organismi rispondono alle condizioni ambientali e si adattano creando popolazioni per sussistere. Ogni popolazione è studiata da uno dei tanti rami delle scienze naturali, così come le comunità che ne derivano. Abbiamo insetti, mammiferi, uccelli, pesci, alghe, anfibi, aracnidi, ottopodi e molti altri. Ad esempio, una serie di farfalle costituisce una popolazione.

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Ecosistema

Ecosistema. Fonte: di The Turrita [CC BY-SA 4.0 (https: // creativeCommons.Org/licenze/by-sa/4.0)], da Wikimedia Commons

L'ecosistema include le relazioni tra fattori biotici (che hanno vita) e fattori abiotici (senza vita). È costituito da una comunità di specie diverse che condividono lo stesso posto in cui vivere (habitat) e che usano componenti abiotici per sopravvivere.

Acqua, aria e suolo (minerali e rocce), definiscono componenti abiotici ("senza vita"). Nel frattempo, i componenti biotici sono composti da tutti gli esseri viventi in tutta la loro espressione e comprensione, dai batteri agli elefanti e alle balene, che interagiscono con acqua (idrofera), aria (atmosfera) o terreno (litosfera).

L'insieme di ecosistemi in tutta la Terra compone il livello successivo; La biosfera.

Biosfera

Schema di atmosfera, idrofera, litosfera e biosfera terrestre. Fonte: Bojana Petrović [CC BY-SA 4.0 (https: // creativeCommons.Org/licenze/by-sa/4.0)], da Wikimedia Commons

La biosfera è il livello composto da tutti gli esseri viventi che vivono sul pianeta e i loro habitat.

Tornando brevemente alla fase molecolare, le sole molecole possono comporre miscele di dimensioni esorbitanti. Ad esempio, gli oceani sono formati dalla molecola d'acqua, h₂O. A sua volta, l'atmosfera è formata dalle molecole gassose e dai gas nobili.

Tutti i pianeti adatti alla vita hanno la propria biosfera; Sebbene l'atomo di carbonio e i suoi legami rimangano le loro basi, indipendentemente da quanto siano evolute le loro creature.

Se vuoi continuare a salire sulla scala della materia, entreremmo finalmente nelle cime dell'astronomia (pianeti, stelle, nani bianchi, nebulose, buchi neri, galassie).

Riferimenti

1. Whitten, Davis, Peck e Stanley. (2008). Chimica. (8 ° ed.). Apprendimento del Cengage.
2. SHIVER & ATKINS. (2008). Chimica inorganica. (Quarta edizione). Mc Graw Hill.
3. Susana g. Morales Vargas. (2014). Livelli di organizzazione della materia. Recuperato da: uaeh.Edu.MX
4. Tania. (4 novembre 2018). Livello di organizzazione della materia. Recuperato da: scientificskeptic.com
5. Suggeritore. (2019). Quali sono i livelli di organizzazione della materia? Estratto da: note per studiare.com