З радіолокатором всередину клітини. Електронний магнітик.
Стаття написана Павлом Чайкою, головним редактором журналу «Пізнавайка». З 2013 року з моменту заснування журналу Павло Чайка присвятив себе популяризації науки в Україні та світі. Основна мета як журналу, так і цієї статті – пояснити складні наукові теми простою та доступною мовою.
При більш детальному розгляді виявилось, що не всяка пара атомів водню, що зіштовхуються може утворити молекулу. Тут грає роль ще одна властивість електрона. Відомо, що навколо всякого провідника, по якому тече електричний струм, виникає магнітне поле. Абсолютно також і негативно заряджений електрон, що рухається близько ядра і обертається навколо своєї осі, створює магнітне поле. Магнетизм, пов'язаний з осьовим обертанням електрона, називається спіновим (від англійського слова «спін» – дзига) на відміну від орбітального, пов'язаного з обертанням електрона по «орбіті» навколо ядра.
Завдяки спіновому магнетизму кожен електрон можна уявити собі у вигляді маленької магнітної стрілки з північним і південним полюсом. Квантова механіка довела, що два електрони можуть утворити хімічний зв'язок тільки в тому випадку, якщо полюси цих мініатюрних магнітних стрілок направлені в протилежні сторони.
Природно, що в молекулі водню, як і у всякій молекулі з ковалентними хімічними зв’язками, магнітні моменти обох електронів повністю компенсують один одного і в цілому молекула – магнітно нейтральна.
Розрив ковалентного зв'язку може призвести до появи двох вільних атомів водню, кожен з яких, маючи один «зайвий» електрон, буде магнітним. Такі осколки молекул називають вільними радикалами. Вільні радикали утворюються з різних молекул при нагріванні, дії світла, радіоактивному опроміненні, а також в результаті деяких хімічних реакцій.
Вони надзвичайно активні і в більшості випадків швидко з'єднуються один з одним, утворюючи нові молекули. Саме через їх недовговічність вивчення цих осколків – дуже складна експериментальна задача.
Неспаренними електронами можуть володіти не тільки вільні радикали. Деякі метали і їхні іони (марганець, мідь, залізо, кобальт, нікель і інші) також містять у своїх електронних оболонках неспарені електрони і тому самі по собі магнітно активні. Неспарені електрони можуть спостерігатись і в напівпровідниках, а також з'являтись в деяких кристалах при дії на них світла.
Таким чином, для розуміння біологічних процесів ми повинні спостерігати за утворенням і розривом хімічних зв'язків, виявляти вільні радикали, відрізняти їх один від одного, з'ясовувати особливості їх будови.
Автор: А Калмасон.