إن الطبيعة الحية، كما ذكرنا آنفاً ، عبارة عن أحد أشكال وجود المركبات العضوية ذات الجزيئات الضخمة، كما أن هذه الطبيعة تتطور بالتعاون مع العالم اللاعضوي المؤلف بشكل رئسي من مركبات ذات جزيئات ضخمة. لذا يمكن القول أن الماء والهواء منتشران فى الكرة الأرضية بنفس الشكل الواسع الذي تنتشر فيه مركبات الجزيئات الضخمة.

كما تستخدم وتصنع البشرية أيضاً، مواد ذات جزيئات ضخمة، لا تنافسها من حيث الأهمية سوى المعادن المستخدمة كمواد إنشائية، والوقود المستخدم كمنبع للطاقة. والمواد الغذائية (علماً بأن الوقود والمواد الغذائية تتألف، بدرجة كبيرة، من مواد ذات جزيئات ضخمة). كما وأن سبب هذا الإنتشار الواسع والأهمية الكبيرة لهذه المركبات ناتج عن خواصها العامة الناجمة عن تعقيد الجزيئات الضخمة وأبعادها الكبيرة.

a - الحركة في الجزيئات الضخمة :

من المعلوم في علم الكيمياء أنه كلما إزداد الوزن الجزيئي للمركبات الكيميائية تناقصت قابلية جزيئاتها للحركة. ومن الضروري هنا التأكيد على أن ثبات المركبات الضخمة، ليس ناتجاً عن الكمون الثرموديناميكى المنخفض أي إحتياطي الطاقة الحرة الصغير)، وإنما ناتج عن إنخفاض قابلية الجزيئات الضخمة للحركة، وعن سرعتها البطيئة في الإنتشار. إن كل التغيرات الفيزيوكيميائية في الأجسام كالإنصهار ، ،والذوبان والتبلور والتبخر، والتحور، لابد وأن ترتبط بإنتقال الجزيئات. وبالتالي تتطلب التحولات الكيميائية، التي لا يمكن أن تحدث بدون إحتكاك مباشر بين جزيئات المواد المتفاعلة، إنتقال ونفوذ أحد المركبات في كتلة المركب الآخر. فمن البديهى إذن أن تتعرض جزيئات المركبات ذات الجزيئات الصغيرة، التي هي أكثر قابلية على التحرك من الجزيئات الضخمة، للتحولات الكيميائية والفيزيوكيميائية بسهولة أكثر. وتكون الأجسام ذات الجزيئات الضخمة أكثر الأجسام مقاومة للتحولات الكيميائية والفيزيوكيميائية فى الظروف الحرارية للكرة الأرضية. فلو كانت عناصر الطبيعة الحية والجامدة مؤلفة من مركبات ذات جزيئات صغيرة لكان عمرها صغيراً جداً.

ولما كانت المركبات العضوية ذات الجزيئات الضخمة تتعرض للتغيرات بسهولة أكثر من المركبات اللاعضوية. لذا يجرى نمو وتطور الطبيعة الحية بشكل أسرع من نمو وتطور الطبيعة الجامدة. كما أن ثبات الأجسام اللاعضوية ذات الجزيئات الضخمة كبير لدرجة أن التغير الملحوظ في الطبيعة غير الحية ( الجامدة). يتطلب فترات كبيرة من الزمن. تؤلف عصورا جيولوجية.

b - التنوع في الجزيئات الضخمة :

ونظراً لعدد الذرات الكبير الموجود في الجزئ الضخم، قد تحتوى المركبات ذات الجزيئات الضخمة على عدد كبير من الأيزوميرات Isomers حتى فى المركبات البسيطة الأولية كالهيدروكرونات المشبقة العالية ذات الجزيئات الضخمة). فمثلاً نجد أن عدد الأيزومرات البنيوية في الهيدروكربون العالي الحاوي على 14 ذرة كربونية يساوى 1858، في حين يصل هذا الرقم إلى 366319 في حالة الهيدروكربون الحاوي على 20 ذرة كربونية. علماً بأن هذه الهيدروكربونات لا تعتبر مركبات ذات جزيئات ضخمة. وتزداد إمكانية الأيزومرية (isomerism البنيوية، فإذا أخذنا بعين الإعتبار أيضاً عدد الأيزومرات الفراغية (stereoisomers)، يصبح من الواضح عندئذ أن تنوع المركبات ذات الجزيئات الضخمة ليس له حدود. ومن هنا ينتج أيضاً، التنوع الكبير لـطـواهـر الطبيعة وخاصة الظواهر الحياتية، ذلك لأن غالبية العمليات الطبيعية إنما هي عمليات تشكل وتغير، وتحول الأجسام ذات الجزيئات الضخمة.

C- ثبات المركبات ذات الجزيئات الضخمة :

ويعتبر ثبات ومقاومة المركبات ذات الجزيئات الضخمة للتحولات الفيزيوكيميائية، وتعدد أنواعها من الأسباب الرئيسية، التي تحدد دور وإنتشار هذه المركبات في الطبيعة. وتجرى بلا إنقطاع في ظروف الكرة الأرضية التحولات المتبادلة والمتنوعة بين المركبات ذات الجزيئات الضخمة والمركبات ذات الجزيئات الصغيرة. وتعتبر دورة الكربون في الطبيعة، مثالاً هاماً هي هذه التحولات المتبادلة. كما أن هذا التناوب في تكون وإنحلال المركبات ذات الجزئيات الضخمة إنما هو من المميزات الخاصة والهامة للتعبير الدقيق عن الحركة الكيميائية للمادة فى الظروف الحرارية للكرة الأرضية. بينما نرى في درجات الحرارة العالية كما في كتلة النجوم الباردة مثلاً، أن التحولات الغالبة هي التحولات المتبادلة للذرات والجزيئات البسيطة، أو العمليات التي تكون فيها الذرات الحرة هي الدقائق الأكثر تعقيداً.

إلا أنه لا يجوز القول بأن هذه التحولات المتتابعة هي عمليات متناوبة بدقة كاملة . فمثلا، يتشكل مركب معين ذو جزيئات صغيرة ثم يتحول إلى مركب معلوم ذي جزيئات ضخمة، وبعدها يتفكك هذا الأخير إلى مركبات جديدة معينة ذات جزيئات صغيرة أيضاً....إلخ. وفى الحقيقة أن كلاً من هذه التحولات ليس إلا مجموعة تحولات متتابعة لمركب واحد ذي جزيئات صغيرة، يتحول إلى مركب آخر ذي جزيئات صغيرة أيضاً، ومن مركب ثان إلى ثالث وهكذا إلى أن يحدث في النهاية تحول مركب ذو جزيئات صغيرة إلى مركب ذي جزيئات ضخمة. أما العملية العكسية فتتألف من تحولات متتابعة أيضا. ومتعددة الأشكال، وتؤدى إلى تفكك المادة المتشكلة ذات جزيئات ضخمة وتحولها أخيراً إلى مركب ذي جزيئات صغيرة. وتؤدى كل هذه التحولات إلى تغير في خواص المركبات الكيميائية، أي ترافقها تغيرات في الطاقة انتقال كتل المواد، وتؤلف بمجموعها العملية العامة لتطور الطبيعة.

d - أسباب بقاء المركبات ذات الجزيئات الضخمة :

إن المركبات ذات الجزيئات الصغيرة تنتقل في الفراغ بسهولة. وذلك بفضل قابليتها على التحرك، فهي تتصادم وتتفاعل مع بعضها البعض أو مع المركبات ذات الجزيئات الضخمة مؤدية إلى تفكك أو تغير في شكل هذه المركبات. لذا تعتبر المركبات ذات الجزيئات الصغيرة حوامل (نواقل) الجزيئات الضخمة في الطبيعة. إن سبب بقاء المركبات ذات الجزيئات الضخمة في الطبيعة لمدة طويلة وتنوعها هو تعقدها وضعف قابليتها على الحركة.

إن الطرق الملموسة لتكون وتغير وتفكك المركبات ذات الجزيئات الضخمة، معقدة جداً وذات سمات خاصة بها. ومع ذلك فإننا نصادف في الطبيعة تطابقاً مدهشاً لعمليات تشكل وتحول البروتين الذي هو أعقد هذه المركبات إطلاقاً. ويعود الدور الأساسي في تخليق البروتينات البيوكيميائى إلى الأحماض النووية التي تعين نوعية هذا التخليق. إذ نجد في بنية الأحماض النووية نفسها الأسس الدقيقة للتخليق الموجه لإستحداث الجزيئات البروتينية. كما تحوى على عوامل نقل صفات الجسم الوراثية. وفى نفس الوقت يساعد الأنزيم البروتيني على تخليق الأحماض النووية. وبولي السكريدات. والمركبات ذات الجزيئات الضخمة الأخرى. كما تشكل مجموعة المواد المعقدة المؤلفة من المركبات البروتينية، والأحماض النووية، والكربوهيدرات، ومنظمات تحولاتها الكيميائية (الإنزيمات، والهرمونات، والفيتامينات)، أساس الحلقة الحياتية للجسم.

-e أهمية مركبات الجزيئات الضخمة في الصناعة :

تشكل مركبات الجزيئات الضخمة القسم الرئيسي لعدد كبير من مواد البناء، التي يرتبط إستخدامها بتحقيق هذه الوظائف الميكانيكية أو تلك. إذ يجب أن تتصف هذه المواد بالمتانة العالية، والمرونة، والصلابة. ولا تضاهيها فى هذه الخواص سوى الفلزات فقط. ولا تصنع المواد الطبيعية ذات الجزيئات الضخمة بطرق التكنولوجيا الميكانيكية الصرفة، وبدون إستخدام أي من العمليات التكنولوجية الكيميائية إلا في عدد قليل من فروع الصناعة: مثل تصنيع الأخشاب. ولكن هناك عدداً كبيراً من الصناعات تتم فيها عمليات التكنولوجيا الكيميائية والميكانيكية معا عند تصنيع المواد الطبيعية ذات الجزيئات الضخمة. مثلا، في صناعة ألياف النسيج القطنية، والصوفية، والكتانية، وفي صناعة الحرير الطبيعي والفرو والجلود إلا أن العمليات الكيميائية التكنولوجية الهامة كصباغة الأنسجة، والألياف، والفرو، ودباغة وتلوين الجلود... إلخ تعتبر ضرورية لإنتاج سلع جاهزة. وعلى العكس، تسود عمليات المعالجة الكيميائية التكنولوجية في صناعة الورق، والمطاط العكسي، تسود عمليات المعالجة الكيميائية التكنولوجية في صناعة الورق، والمطاط العكسي، والمطاط المستحضر من الكاوتشوك الطبيعي، وفى صناعة المواد البلاستيكية المستحضرة من البروتينات أو إيثيرات السيللوز، وفى صناعة الأفلام السينمائية ، والألياف الإصطناعية.

تقوم بعض فروع الصناعة على تفكيك المواد الطبيعية ذات الجزيئات الضخمة لهدف الحصول على مواد غذائية مفيدة ومواد صناعية ذات جزيئات صغيرة. ومن هذه الفروع التميؤ (إنتاج الكحول الإيثيلي بطريقة تميؤ hydrolysis لب الخشب، وصناعة النشا، والبيرة، وصناعات أخرى تستخدم فيها عمليات التخمر.

ويزداد كل سنة إنتاج البوليمرات الإصطناعية ، أي المركبات ذات الجزيئات الضخمة الناتجة عن مواد صغيرة. كما تنمو بسرعة فروع الصناعة مثل صناعة المواد البلاستيكية، والألياف الإصطناعية، والكاوتشوك الإصطناعي، وصناعة الطلاء ، والأصماغ والمواد العازلة للكهرباء، وصناعات أخرى. وتقدم لنا صناعة المواد البلاستيكية في الوقت الحاضر عدداً كبيراً من المواد البوليمرية الإصطناعية ذات خواص متعددة. وتفوق المقاومة الكيميائية لبعض هذه المواد مقاومة الذهب والبلاتين، كما تحتفظ بخواصها الميكانيكية أثناء التبريد حتى 500 ، وأثناء التسخين حتى 5000C . ولا تقل متانة بعضها الآخر عن متانة الفلزات، وتقترب متانتها من متانة الماس وتحضر من البوليمرات الإصطناعية مواد بناء خفيفة جداً ومتينة، كما تحضر منها مواد عازلة جداً للكهرباء وقطع للأجهزة الكيميائية لا مثل لها. وتعطينا الآن صناعة المطاط مواد تتفوق على الكاوتشوك الطبيعي في بعض المواصفات كعدم نفاذيتها للغازات مثلاً، ومقاومتها لتأثير البنزين والزيوت، وعدم فقدانها لخواص المرونة في درجات الحرارة ما بين 800C و 3000C. كما أن الألياف الإصطناعية الجديدة أكثر متانة من الألياف الطبيعية بعدة مرات، ويمكن أن نحصل من هذه الألياف على أنسجة جميلة لا تتجعد، وعلى فراء إصطناعية رائعة. كما تصلح الأنسجة التكنيكية المصنوعة من هذه الألياف الإصطناعية لترشيح الأحماض والقلويات.

ويمكننا أن ننسب صناعة الزجاج، والفخار، ومواد البناء السيليكاتية إلى فروع الصناعة، التي تستخدم المركبات ذات الجزيئات الضخمة. كما تستخدم مركبات الجزيئات الضخمة في صناعة الصواريخ.