CÁC CẤP ĐỘ TỔ CHỨC CỦA VẬT CHẤT LÀ GÌ? (CÓ VÍ DỤ) - KHOA HỌC - 2026

Các cấp độ tổ chức của vật chất là những biểu hiện vật chất tạo nên Vũ trụ trong các quy mô khối lượng khác nhau của nó. Mặc dù nhiều hiện tượng có thể được giải thích từ vật lý, nhưng có những vùng trên quy mô này phù hợp hơn với các nghiên cứu về hóa học, sinh học, khoáng vật học, sinh thái học, thiên văn học và các khoa học tự nhiên khác.

Ở nền tảng của vật chất, chúng ta có các hạt hạ nguyên tử, được nghiên cứu bởi vật lý hạt. Leo lên các bước trong tổ chức của bạn, chúng tôi bước vào lĩnh vực hóa học, và sau đó chúng tôi đến với sinh học; Từ vật chất tan rã và năng lượng, người ta kết thúc việc quan sát các cơ thể khoáng vật, sinh vật sống và hành tinh.

Các cấp độ tổ chức của vật chất được tích hợp và gắn kết để xác định các cơ quan có các thuộc tính duy nhất. Ví dụ, cấp độ tế bào được tạo thành từ hạ nguyên tử, nguyên tử, phân tử và tế bào, nhưng nó có các đặc tính khác với tất cả chúng. Tương tự như vậy, các cấp trên có các thuộc tính khác nhau.

Các cấp độ tổ chức của vật chất là gì?

Môn học được tổ chức theo các cấp độ sau:

Mức hạ nguyên tử

Chúng ta bắt đầu với bậc thấp nhất: với các hạt nhỏ hơn chính nguyên tử. Bước này là đối tượng nghiên cứu của vật lý hạt. Theo một cách rất đơn giản, chúng ta có các quark (lên và xuống), lepton (electron, muon và neutrino), và nucleon (neutron và proton).

Khối lượng và kích thước của các hạt này không đáng kể đến mức vật lý thông thường không thể điều chỉnh hành vi của chúng, đó là lý do tại sao cần phải nghiên cứu chúng bằng lăng kính của cơ học lượng tử.

Cấp nguyên tử

Vẫn còn trong lĩnh vực vật lý (nguyên tử và hạt nhân), chúng ta thấy rằng một số hạt nguyên thủy hợp nhất thông qua các tương tác mạnh để tạo ra nguyên tử. Đây là đơn vị xác định các nguyên tố hóa học và toàn bộ bảng tuần hoàn. Nguyên tử về cơ bản được tạo thành từ proton, neutron và electron. Trong hình ảnh sau đây, bạn có thể thấy đại diện của một nguyên tử, với các proton và neutron trong hạt nhân và các electron bên ngoài:

Các proton là nguyên nhân tạo ra điện tích dương của hạt nhân, cùng với neutron tạo nên gần như toàn bộ khối lượng của nguyên tử. Mặt khác, các electron chịu trách nhiệm về điện tích âm của nguyên tử, khuếch tán xung quanh hạt nhân trong các vùng dày đặc điện tử gọi là obitan.

Các nguyên tử khác nhau về số proton, neutron và electron mà chúng có. Tuy nhiên, các proton xác định số nguyên tử (Z), số này đặc trưng cho mỗi nguyên tố hóa học. Do đó, tất cả các nguyên tố đều có lượng proton khác nhau và thứ tự của chúng có thể được thấy theo thứ tự tăng dần trong bảng tuần hoàn.

Cấp độ phần tử

Phân tử nước cho đến nay là biểu tượng và đáng ngạc nhiên nhất. Nguồn: DiamondCoder

Ở cấp độ phân tử, chúng ta đi vào lĩnh vực hóa học, hóa lý và xa hơn một chút là dược (tổng hợp thuốc).

Các nguyên tử có khả năng tương tác với nhau thông qua liên kết hóa học. Khi liên kết này là cộng hóa trị, nghĩa là với sự chia sẻ bình đẳng nhất có thể của các electron, các nguyên tử được cho là đã liên kết với nhau để tạo ra các phân tử.

Mặt khác, các nguyên tử kim loại có thể tương tác thông qua liên kết kim loại, mà không cần xác định phân tử; nhưng có tinh thể.

Tiếp tục với tinh thể, các nguyên tử có thể mất hoặc nhận electron để trở thành cation hoặc anion, tương ứng. Hai chất này tạo thành bộ đôi được gọi là ion. Ngoài ra, một số phân tử có thể thu được điện tích, được gọi là ion phân tử hoặc đa nguyên tử.

Từ các ion và tinh thể của chúng, một lượng lớn khoáng chất được sinh ra, cấu tạo và làm phong phú lớp vỏ và lớp phủ của trái đất.

Phân tử dendrimer polyphenylene cồng kềnh này là một ví dụ về đại phân tử. Nguồn: M stone at Wikipedia tiếng Anh

Tùy thuộc vào số lượng liên kết cộng hóa trị, một số phân tử có khối lượng lớn hơn những phân tử khác. Khi những phân tử này có một đơn vị cấu trúc và lặp lại (monomer), chúng được cho là đại phân tử. Ví dụ, trong số chúng, chúng ta có protein, enzym, polysaccharid, phospholipid, axit nucleic, polyme nhân tạo, Aspirin, v.v.

Cần phải nhấn mạnh rằng không phải tất cả các đại phân tử đều là polyme; nhưng tất cả các polyme đều là đại phân tử.

Cụm tứ diện (100) phân tử nước này được liên kết với nhau bằng các liên kết hydro của chúng. Đây là một ví dụ về một siêu phân tử được điều chỉnh bởi các tương tác Van der Walls. Nguồn: Danski14

Vẫn ở cấp độ phân tử, các phân tử và đại phân tử có thể tập hợp lại thông qua tương tác Van der Walls để tạo thành các kết tụ hoặc phức hợp được gọi là siêu phân tử. Trong số những loại được biết đến nhiều nhất, chúng ta có các mixen, mụn nước và thành lipid hai lớp.

Các siêu phân tử có thể có kích thước và khối lượng phân tử nhỏ hơn hoặc lớn hơn các đại phân tử; tuy nhiên, tương tác không cộng hóa trị của chúng là cơ sở cấu trúc của vô số hệ thống sinh học, hữu cơ và vô cơ.

Cấp độ bào quan tế bào

Đại diện của ti thể, một trong những bào quan quan trọng nhất của tế bào.

Các siêu phân tử khác nhau về bản chất hóa học của chúng, đó là lý do tại sao chúng gắn kết với nhau theo cách đặc trưng để thích nghi với môi trường xung quanh chúng (trong trường hợp là tế bào).

Đó là khi các bào quan khác nhau xuất hiện (ti thể, ribosome, nhân, bộ máy Golgi, v.v.), mỗi bào quan được định sẵn để thực hiện một chức năng cụ thể trong nhà máy sống khổng lồ mà chúng ta gọi là tế bào (sinh vật nhân chuẩn và sinh vật nhân sơ): "nguyên tử" Của cuộc sống.

Cấp độ ô

Ví dụ về tế bào nhân thực (tế bào động vật) và các bộ phận của nó (Nguồn: Alejandro Porto qua Wikimedia Commons)

Ở cấp độ tế bào, sinh học và hóa sinh (cùng với các khoa học liên quan khác) phát huy tác dụng. Trong cơ thể có sự phân loại cho các tế bào (hồng cầu, bạch cầu, tinh trùng, trứng, tế bào xương, tế bào thần kinh, v.v.). Tế bào có thể được định nghĩa là đơn vị cơ bản của sự sống và có hai loại chính: sinh vật nhân thực và sinh vật nhân sơ.

Mức độ đa bào

Các bộ tế bào phân biệt xác định các mô, các mô này bắt nguồn từ các cơ quan (tim, tuyến tụy, gan, ruột, não), và cuối cùng là các cơ quan tích hợp các hệ thống sinh lý khác nhau (hô hấp, tuần hoàn, tiêu hóa, thần kinh, nội tiết, v.v.). Đây là mức đa bào. Ví dụ, một tập hợp hàng nghìn tế bào tạo nên trái tim:

Ở giai đoạn này, rất khó để nghiên cứu các hiện tượng từ quan điểm phân tử; mặc dù dược phẩm, hóa học siêu phân tử tập trung vào y học và sinh học phân tử, hãy duy trì quan điểm này và chấp nhận những thách thức như vậy.

Sinh vật

Tùy thuộc vào loại tế bào, DNA và các yếu tố di truyền, tế bào sẽ tạo ra các sinh vật (thực vật hoặc động vật), trong đó chúng ta đã đề cập đến con người. Đây là bước của cuộc sống, sự phức tạp và rộng lớn của nó là điều không thể tưởng tượng được ngay cả ngày nay. Ví dụ, một con hổ được coi là một con gấu trúc được coi là một sinh vật.

Dân số

Các cụm của những con bướm vua này chứng minh cách các sinh vật liên kết trong quần thể. Nguồn: Pixnio.

Các sinh vật phản ứng với các điều kiện môi trường và thích nghi bằng cách tạo ra các quần thể để tồn tại. Mỗi quần thể được nghiên cứu bởi một trong nhiều ngành của khoa học tự nhiên, cũng như các cộng đồng có nguồn gốc từ chúng. Chúng ta có côn trùng, động vật có vú, chim, cá, tảo, động vật lưỡng cư, nhện, bạch tuộc, và nhiều loài khác. Ví dụ, một tập hợp các loài bướm tạo nên một quần thể.

Hệ sinh thái

Hệ sinh thái. Nguồn: Bởi LA turrita, từ Wikimedia Commons

Hệ sinh thái bao gồm các mối quan hệ giữa các nhân tố hữu sinh (có sự sống) và các nhân tố phi sinh vật (không có sự sống). Nó bao gồm một cộng đồng các loài khác nhau có chung nơi sống (sinh cảnh) và sử dụng các thành phần phi sinh học để tồn tại.

Nước, không khí và đất (khoáng chất và đá), xác định các thành phần phi sinh học ("không có sự sống"). Trong khi đó, các thành phần sinh vật được tạo thành từ tất cả các sinh vật sống trong tất cả các biểu hiện và hiểu biết của chúng, từ vi khuẩn đến voi và cá voi, tương tác với nước (thủy quyển), không khí (khí quyển) hoặc đất (thạch quyển).

Tập hợp các hệ sinh thái của toàn bộ Trái đất tạo nên cấp độ tiếp theo; sinh quyển.

Sinh quyển

Sơ đồ về khí quyển, thủy quyển, thạch quyển và sinh quyển của Trái đất. Nguồn: Bojana Petrović, từ Wikimedia Commons

Sinh quyển là cấp bao gồm tất cả các sinh vật sống trên hành tinh và môi trường sống của chúng.

Quay trở lại cấp độ phân tử một cách ngắn gọn, chỉ riêng các phân tử có thể tạo ra các hỗn hợp có kích thước cắt cổ. Ví dụ, các đại dương được hình thành bởi phân tử nước, H ₂ O. Đến lượt nó, khí quyển được hình thành bởi các phân tử khí và khí quý.

Tất cả các hành tinh phù hợp cho sự sống đều có sinh quyển riêng; mặc dù nguyên tử cacbon và các liên kết của nó nhất thiết phải là nền tảng của nó, bất kể các sinh vật của nó có tiến hóa đến đâu.

Nếu bạn muốn tiếp tục tăng quy mô vật chất, cuối cùng chúng ta phải nhập các đỉnh cao của thiên văn học (hành tinh, sao, sao lùn trắng, tinh vân, lỗ đen, thiên hà).

Người giới thiệu

1. Whitten, Davis, Peck & Stanley. (2008). Hóa học (Xuất bản lần thứ 8). CENGAGE Học tập.
2. Rùng mình & Atkins. (2008). Hóa học vô cơ. (Tái bản lần thứ tư). Đồi Mc Graw.
3. Susana G. Morales Vargas. (2014). Các cấp độ của Tổ chức Vật chất. Được khôi phục từ: uaeh.edu.mx
4. Tania. (Ngày 4 tháng 11 năm 2018). Mức độ tổ chức của vật chất. Phục hồi từ: Scientificskeptic.com
5. Người nhắc nhở. (2019). Các cấp độ tổ chức của vật chất là gì? Phục hồi từ: apuntesparaestudiar.com