La molecola. Biologia.

FIN DAI TEMPI più antichi l'uomo ha cercato di analizzare la

materia, di scomporre le sostanze perché era curioso di sapere

di che cosa fossero fatte e come si potessero realizzare in natura.

Per scoprire tutto quello che oggi i chimici sanno l'uomo si è

comportato come quei bambini che rompono il loro giocattolo

per vedere cosa c'è dentro, per capire che cosa lo fa funzionare.

Se è facile smontare una automobilina o una bambola non è affatto

facile smontare la sostanza e << guardare dentro la molecola >>:

queste particelle sono così piccole che ci sono volute migliaia e migliaia

di anni prima di poter scoprire come << son fatte >> e quali leggi fisiche

e chimiche intervengono ogni volta che si forma una molecola.

Ogni sostanza è costituita di molecole e la molecola è la più piccola parte

di una sostanza che abbia tutte le caratteristiche della sostanza stessa.

Spezzando una molecola non avremo più la nostra sostanza ma al suo posto

avremo gli atomi di cui è costituita: così ad esempio spezzando la molecola

del sale da cucina non avremo più il sale ma si otterranno un atomo di sodio

e un atomo di cloro. La costituzione molecolare della materia venne definita

dal chimico italiano Amedeo Avogrado nella prima metà del 1800.

Questo studioso, dopo aver osservato numerosissime reazioni chimiche,

riuscì a provare l'esistenza di << piccole masse >> che chiamò molecole e

arrivò anche a stabilire con esattezza quanti atomi di ciascuna specie occorrono

per formare la molecola di una sostanza composta. Le esperienze di Avogrado

permisero così di rappresentare le molecole delle varie sostanze con le formule

chimiche, che indicano appunto quali elementi sono presenti nelle sostanze

stesse e in quale proporzione. Per fare un esempio, la formula dell'acqua H2O

significa che la sua molecola è composta di 2 atomi di idrogeno (H) e 1 atomo

di ossigeno (O). La formula dell'anidride carbonica CO2 indica invece che la sua

molecola è composta di 1 atomo di carbonio © e 2 atomi di ossigeno.

Come si formano le molecole.

Se gli atomi dei corpi semplici non si unissero per formare le molecole dei corpi

composti, non esisterebbero al mondo che un centinaio di sostanze; praticamente

non ci sarebbe vita. Essi invece hanno la capacità di unirsi fra loro per mezzo di

una forza che si chiama affinità chimica. Vi sono atomi dotati di grande affinità

e che perciò si uniscono reagendo facilmente fra di loro (ad esempio l'ossigeno e

l'idrogeno), altri che invece si mostrano più stabili, restandosene soli.

Da che cosa dipende l'affinità degli atomi e quindi la possibilità di costruire le molecole?

Attorno a un nucleo centrale ruotano particelle cariche di elettricità. Gli elettroni.

Nell'atomo dell'ossigeno gli elettroni dell'orbita esterna sono in numero di sei, in quello

dell'argo sono otto. Ora gli atomi che possiedono nell'orbita esterna otto elettroni

sono stabili, cioè si trovano equilibrati e non si uniscono a nessun altro elemento.

Si trovano in questa condizione i cosiddetti gas nobili (neon, argo, cripton, xenon, elio).

Tutti gli altri atomi cercano di completare il numero degli elettroni esterni per assumere

la configurazione di << gas nobili >>. Così, ad esempio, gli atomi che hanno un solo

elettrone nel loro strato esterno si combinano con gli atomi che ne hanno sette.

Questa caratteristica da origine a tutti i fenomeni chimici. Ecco come due atomi

chimicamente affini tra di loro (di sodio e di cloro) , si uniscono per formare una molecola.

Il sodio (Na) ha un elettrone nella sua orbita esterna (invece di 8) e si combina col cloro (Cl)

il quale ne possiede 7. Si forma, così, la molecola del cloruro di sodio (sale da cucina).

Fra tutti gli atomi quattro, nel loro alterno combinarsi, formano le molecole più importanti

per la nostra vita: carbonio ©, ossigeno (O), idrogeno (H) e azoto (N).

Gli atomi di tre di questi elementi cercano dunque di completare l'orbita esterna di 8 elettroni

combinandosi con il più piccolo e più diffuso di tutti gli atomi, quello dell'idrogeno, munito

di un solo elettrone. Formano in tal modo le molecole di alcuni dei composti fondamentali

della natura: acqua (H2O), ammoniaca (NH3), metano (CH4).

Dall'ulteriore unione di questi composti derivano poi i tre componenti dell'organismo vivente,

cioè le grosse molecole dei carboidrati (zuccheri e amidi), i grassi e le proteine, costituite

da decine e anche da centinaia di atomi.