მოლეკულების ნანოწამები და ხასიათი

წინა ბლოგში ჟამთაცვლა ვახსენე. ჟამთაცვლა ხომ დროის ფუნქციაა, დროის გარეშე იგი არ არსებობს. ჩვენც მთლიანად დროზე ვართ დამოკიდებულნი. ჩვენი ყოველგვარი საქმიანობა, ჩვენი ყოფა, ოცნებაც კი დროშია გაწერილი. არადა, თუ დავუკვირდებით, მას ძალიან ორაზროვნად, ორმაგი სტანდარტით ვეკიდებით: არ გვიყვარს, ლოდინი თუ ვინმე აგვიანებს; თუ სადმე მივდივართ, გვინდა, მალე მივიდეთ; თუ რამეს დაგვავალებენ, გვთხოვენ, მალე შევასრულოთ; თუ ჩვენ დავავალებთ სხვას რამეს, მაშინ ხომ სულ ცეცხლს ვიკიდებთ… მაგრამ, იმავდროულად, გვინდა, დრო რაც შეიძლება ნელა გავიდეს, რაც შეიძლება გვიან შევამჩნიოთ ჭაღარა თმაში, გვიან ვიგრძნოთ დაღლა კიბეზე ასვლისას, გვიან დაგვაკლდეს თვალისჩინი, გვიან დადგეს სულისა და ხორცის გაყრის ჟამი…

მაგრამ სადარდებელი არაფერი გვაქვს; როცა რამის გაკეთებას ვერ ვასწრებთ, ანდა საშიში გარდაუვლობა გვიახლოვდება, გვგონია, დრო სწრაფად მიქრის, როცა კითხვაზე პასუხს გვიგვიანებენ – ძლივს მიიზლაზნება. არადა, დრო თავისი სიჩქარით, ის არც ჩქარდება და არც ნელდება, ამიტომ მღელვარებას აზრი არ აქვს – ჩვენით იქნება თუ უჩვენოდ, მოსასვლელი მოვა, დასარჩენი დარჩება (თუმცაღა დროებით) და წარმავალი წავა.

სულ რამდენიმე ძირითადი პარამეტრი არსებობს: კოორდინატი (ადგილი), ტემპერატურა, წნევა და დრო, – მაგრამ ეს უკანასკნელი ყველაზე მნიშვნელოვანია მოკვდავთათვის, რადგან სიცოცხლე მასზე უშუალოდ არის დამოკიდებული.

გასული კვირის ბლოგში „უხუცეს” მოლეკულებზე მოგიყევით, დღეს კი მინდა, საზოგადოდ მოლეკულების სიცოცხლის ხანგრძლივობაზე გესაუბროთ, ქიმიაში სიცოცხლისუნარიანობა რომ ეწოდება.

მოლეკულების უმეტესობა დიდხანს ცოცხლობს. იმდენად დიდხანს, რომ შეიძლება შეგვშურდეს კიდეც. თუმცა არსებობს მოლეკულები, რომელთა სიცოცხლის ხანგრძლივობა ნანოწამებით იზომება. შეხედეთ პერიოდულობის ცხრილის ბოლო ელემენტებს, რომელთა გრაფაში სახელწოდების გარდა არაფერი წერია. ეს მათი მოუხელთებლობის ბრალია – ისინი იმდენად მცირე ხანს ცოცხლობენ, რომ ჩვენს ხელთ არსებული საშუალებებითა და მეთოდებით მათი შესწავლა ვერ ხერხდება.

მაინც რაზეა დამოკიდებული მოლეკულების სიცოცხლის ხანგრძლივობა? მათ აღნაგობაზე და, აქედან გამომდინარე, მათსავე აქტიურობაზე. აქ ერთი საინტერესო კანონზომიერება მჟღავნდება: რაც უფრო აქტიურია ნაერთი, მით უფრო ხანმოკლეა მისი სიცოცხლე და პირიქით. ამიტომ, თუ გვეცოდინება მოლეკულის სტრუქტურა და გვემახსოვრება სხვადასხვა ფუნქციური ჯგუფის ქიმიური თვისებები, მათი სიცოცხლის ხანგრძლივობას ადვილად „ვიწინასწარმეტყველებთ”. მაგალითად, ალდეჰიდის ჯგუფის შემცველი ნივთიერებები (ეთერზეთები, პარფიუმერიული ნაერთები, ზოგიერთი მედიკამენტი) მალე „ბერდებიან”, რადგან ჰაერზე ადვილად იჟანგებიან ჟანგბადთან ურთიერთქმედების გამო. ზოგიერთი ნაერთი (მავანი ჩვენგანის მსგავსად) მზეს უფრთხის. ეს „მზეთუნახავები” ორმაგი ბმების შემცველი მოლეკულები არიან, რომლებიც გამოსხივების ენერგიის შთანთქმისას იჟანგებიან და „ნაოჭდებიან”. ამ მოვლენას დადებითი მხარეც აქვს და უარყოფითიც. როდესაც სურთ, ჟამთაცვლის მიმართ რაიმე მასალის მდგრადობა შეისწავლონ, მას მცირე ხნით მაღალი ენერგიის (ულტრაიისფერი) სხივების ქვეშ ათავსებენ – ასე ადგენენ, როგორ გაუძლებს ის საუკუნეებს. უარყოფითი მხარე კი ის არის, რომ დრო დიდი მხატვრების გენიალურ ქმნილებათა მტერია: ზეთოვანი საღებავები დროთა განმავლობაში იჟანგება, მუქდება და ფერწერულ ტილოს პირვანდელ სახეს უკარგავს.

შეიძლება წავაწყდეთ „მიუკარებელ” მოლეკულებსაც. ისინი „უდიერ” მოპყრობას არ გვაპატიებენ და, თავმოყვარეობაშელახულებმა, შესაძლოა „ხარაკირიც” კი ჩაიტარონ.

არსებობს ბრიზანტული ნაერთები, რომლებიც მცირე შეჯახებაზეც კი ფეთქდება.

არსებობს ნაერთები, რომელთა სიცოცხლის ხანგრძლივობა იმაზეა დამოკიდებული, რამდენად მშვიდი ცხოვრება ექნებათ. ასეთ მოლეკულებს შეიძლება ლუმინოფორები დავარქვათ. თითოეულ მათგანს სხვადასხვა „ფობია” სჭირს. ზოგი სინათლეს ვერ იტანს (ფლუორესცენტული საღებავები), ზოგი – ხახუნს (ტრიბოლუმინესცენტური ნაერთები), ზოგს მეზობელი აღიზიანებს (ქემოლუმინესცენტური ნივთიერებები)… ასეთი ფობიების ჩამონათვალი საკმაოდ ვრცელია, თუმცა ყველა ერთნაირად ასრულებს სიცოცხლეს: მოლეკულები ადვილად აღიგზნებიან და აღგზნების შედეგად ყოველ „წამოწითლებას” (ლუმინესცენტურ ნათებას) თან ახლავს მათი მოლეკულების გარდაქმნა, გარკვეული ხნის შემდეგ კი ისინი სულ მთლად იცლებიან „ემოციებისგან” და ყველაფრის მიმართ ინდიფერენტულნი ხდებიან. ამის წყალობით, მართალია, მშვიდდებიან, მაგრამ, როგორც წესი, უსახურ ნაერთებად გარდაიქმნებიან ხოლმე (რაც მათი სიკვდილის ტოლფასია) – რომელი თქვენგანი შეინახავს ლუმინესცენტურ (ე.წ. ეკონომიურ) ნათურას, რომელიც აღარ ანათებს?!

მოლეკულების სამყაროში მოლეკულის ფრაგმენტები – რადიკალები და იონები – ყველაზე მოკლე ხანს ცოცხლობენ. ისინი „დაჭრილი” მოლეკულები არიან და რაც მეტი ენერგია აქვთ, მით მალე იშუშებენ ჭრილობებს. ამიტომ რადიკალების სიცოცხლის ხანგრძლივობა გაცილებით ნაკლებია, ვიდრე იონებისა და კიდევ უფრო ნაკლები, ვიდრე მოლეკულებისა. მიკროსკოპული ნაწილაკების გალაქტიკაში ისინი კომეტებს ჰგვანან – მოლეკულასთან შეჯახებისთანავე წყვეტენ არსებობას და სტაბილურ ნაერთად გარდაიქმნებიან.

მაგრამ, მაკროსამყაროს მსგავსად, გამონაკლისები მიკროსამყაროშიც არსებობს.

1,3-ციკლოპენტადიენი, შეიძლება ითქვას, მდგრადი ნაერთია. იგი თავისუფალი სახით გამოიყოფა, შესაძლებელია მისი შენახვაც, მაგრამ ადვილად შედის რეაქციაში მრავალ ნაერთთან – კარგავს ინდივიდუალობას და სხვა ნაერთის შემადგენლობაში აგრძელებს სიცოცხლეს. ასე იქცევა პრაქტიკულად ყველა სხვა ნაერთიც, მაგრამ, მათგან განსხვავებით, 1,3-ციკლოპენტადიენმა მიაგნო მეტად ორიგინალურ და ექსცენტრულ ფორმას, შედარებით მეტ ხანს შემორჩენოდა მოლეკულათა სამყაროს – რა გასაკვირიც უნდა იყოს, მისი ანიონი მასზე მდგრადია. ქიმიურად ეს პი-ელექტრონული სისტემის (არომატიზაციის) ჩამოყალიბებით აიხსნება, სხვა სიტყვებით კი – ტალანტითა და ექსცენტრიკულობით (როგორ შემორჩა ისტორიას ვან გოგი?).

P.S. შესავალში რომ მოგახსენებდით, 12 საათი სადღაც დავკარგე-მეთქი – წინ მელის უკანა გზა, სადაც ამ დანაკლისს იმავე 12 საათში ავინაზღაურებ. 12 საათში ორი დღე გადის…