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| 分子 |
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| 分子结构图 |
物质中能独立存在并保持其组成和一切化学特性的最小微粒。分子是由原子用化学键结合在一起而构成的,原子之间的作用力比较强,但分子之间的作用力却相当弱,这种力称为范德华力,所以分子在一定程度上表现出独立粒子的行为。
分子可以由同种原子构成,也可以由不同种类的原子构成。最简单的分子只含有一个原子,如稀有气体的分子。大多数非金属构成的分子为双原子分子,如氮、氧等分子。化合物是由不同元素组成的分子,为数最多。
最早提出比较确切的分子概念的化学家是意大利A.阿伏伽德罗,他于1811年发表了分子学说,认为:“原子是参加化学反应的最小质点,分子则是在游离状态下单质或化合物能够独立存在的最小质点。分子是由原子组成的,单质分子由相同元素的原子组成,化合物分子由不同元素的原子组成。在化学变化中,不同物质的分子中各种原子进行重新结合。”
自从阿伏伽德罗提出分子概念以后,在很长的一段时间里,化学家都把分子看成比原子稍大一点的微粒。1920年,德国化学家H.施陶丁格开始对这种小分子一统天下的观点产生怀疑,他的根据是:利用渗透压法测得的橡胶的分子量可以高达10万左右。他在论文中提出了大分子(高分子)的概念,指出天然橡胶不是一种小分子的缔合体,而是具有共价键结构的长链大分子。高分子还具有它本身的特点,例如高分子不像小分子那样有确定不变的分子量,它所采用的是平均分子量。
随着分子概念的发展,化学家对于无机分子的了解也逐步深入,例如氯化钠是以钠离子和氯离子以离子键互相连接起来的一种无限结构,很难确切地指出它的分子中含有多少个钠离子和氯离子,也无法确定其分子量,这种结构还包括金刚石、石墨、石棉、云母等分子。
在研究短寿命分子的方法出现以后,例如用微微秒光谱学研究方法,测得甲基(CH3·)的寿命为10-13秒,不但寿命短,而且很活泼,其原因是甲基的价键是不饱和的,具有单数电子的结构。这种粒子还有CH·、CN·、HO,它们统称为自由基,仅具有一定程度的稳定性,很容易发生化学反应,由此可见自由基也具有分子的特征,所以把自由基归入分子的范畴。还有一种分子在基态时不稳定,但在激发态时却是稳定的,这种分子被称为准分子。从分子水平上研究各种自然现象的科学称为分子科学,例如动物学、遗传学、植物学、生理学等正在掌握各种形式的不同种类分子的性能和结构,由分子的性能和结构设计出具有给定性能的分子,这就是所谓分子设计。在化学变化中,分子会改变,而原子不会改变。
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| 模拟一条高分子链 |
高分子组成:一个大分子往往由许多简单的结构单元通过共价键重复键接而成。合成聚合物的原料称为单体,通过聚合反应,单体才转变成大分子的结构单元。由一种单体聚合而成的聚合物称为均聚物,由两种以上单体共聚而成的聚合物则称为均聚物。
高分子类型:高分子化合物中的原子连接成很长的线状分子时,叫线型高分子。这种高分子在加热时可以熔融,在适当的溶剂 中可以溶解。
高分子化合物中的原子连接成线状并带有较长分支时,叫支链型高分子。这种高分子也可在加热时熔融,也可在适当的溶剂中溶解。
如果高分子化合物中的原子连接成网状时,则叫网状高分子,这种高分子由于一般都不是平面 结构而是立体结构,所以也叫体型高分子。体型高分子加热时不能熔融,只能变软和弹性增大;不能在任何溶剂中溶解,只能在某些适当的溶剂中溶胀。
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| 分子运动演示仪 |
分子的构型和构象相同成分的分子中,若原子的排列次序和排列方式不同,可形成不同的分子。例如C2H6O分子可以排列为乙醇分子,也可以排列为二甲醚分子,它们的结构式所示分子的结构式反映分子内部原子的排列次序。组成分子的成分相同,而排列次序不同,形成两种或两种以上的分子,这种现象称为同分异构现象,这些成分相同结构不同的分子称为同分异构体。
分子的结构式一般只反映分子中原子的连接次序,而决定分子形状的键长和键角的数值,需要通过实验测定。反映分子中原子在空间的排列次序与分布称为分子的构型。分子中原子间的化学键长与键角则称为立体构型参数。
对有些分子,当它的构型确定时,分子的形状大小也就确定了,例如水分子、甲烷分子、苯分子等。有些分子在一定的构型条件下,分子的形状还会随原子的相对位置而改变。例如乙烷(C2H6)分子在相同的连接次序及双原子分子纯转动光谱相同的键长键角数据下,还可以有交叉式(图3之a)和重叠式(图3之b)两种不同形状,这种情况称为分子的构象。不同构象的分子,能量有一定差别,它们的对称性亦不同,对于乙烷分子,常温下交叉式的构象比较稳定。
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| 分子 |
分子质量原子通过化学键结合成分子,分子有确定的质量。分子的质量与12C原子质量的1/12之比叫做分子量。通常的碳元素由12C、13C、14C组成,因此碳的原子量为12.011。氢的原子量为1.088,氧的原子量为15.999,而乙醇(C2H6O)的分子量为2×12.011+6×1.088+1×15.999=46.069克。0.012千克的12C含12C原子6.0221367×10^23个,称它为1摩尔(或1克原子);同理,46.069克的乙醇含有同样数目的乙醇分子,称为1摩尔(或1克分子)的乙醇。
通常把分子量大于10000的分子称为高分子,当然这个界限并不是绝对的。分子量大到一定的程度,分子会出现一些特有的性质。高分子在工业上和生物化学上十分重要,例如塑料、橡胶、油漆、木材、蛋白质、核酸、多糖等等都是高分子材料。
分子的分子量可通过实验测定。测定分子量的方法很多,其中以质谱法最优越,现代的高分辨质谱仪测量分子量的精度可高于质量数的万分之一。其他如气体状态法,可测定气体分子的分子量,X射线衍射法可测量晶体的分子量,溶液渗透压法主要应用于测定高分子的分子量等。
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| 分子 |
从射电天文学和分子光谱学的研究得知,星际之间存在许多分子,如OH、CN、SiO、CS、HCN、SO、CH、N2H、NS、HCO等,这些分子在地球上是极不稳定的,但却能稳定地存在于星际空间,这是因为它们处于分子极为稀薄的天空之中,在不受其他分子干扰的状态下,可以长期存在。
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| 分子 |
同种分子性质相同,不同种分子性质不同。最小的分子是氢分子,其相对分子质量为2,大的分子其相对分子质量可高达几百万以上。相对分子质量在数千以上的分子叫做高分子。
补充内容
一滴水是由10000000000000000000000(22个0)个分子组成的,分子在光学显微镜下是看不见的。固体中分子间的间距较小液体中分子间的距离比固体中分子间的距离大气体中分子间的距离最大
在化学变化中分子是能单独存在、并保持由分子构成的物质的化学性质的最小粒子。一个分子是由多个原子在共价键中透过共享电子连接一起而形成。它可以由相同化学元素的原子组成,如氧气O2;也可以是不同的元素,如水分子H2O。抽象地,一个单一原子也可当作是一分子(单原子分子),但在实际使用时,“分子”指的通常是多个原子的化学化合物。
原子在某一元素的分子内的数目叫作该元素的原子数。在气体元素中,氢(H2)、氮(N2)、氧(O2)、氟(F2)和氯(Cl2)的原子数是2。稀有气体(如氩Ar)是1。固体元素中,黄磷(P4)原子数是4,硫(S8)的是8。所以,氩(Ar)是单原子,氧气(O2)是双原子的,臭氧(O3)则是三原子的。
由分子组成的物质叫分子化合物。
大部分的分子太细小,无法用肉眼看见,但也有例外,如DNA,ANA——高分子化合物的一种。
实验式:分子的一个特征就是组成化合物的元素比例总是整数。例如,纯水中氢和氧的比例总是2:1,乙醇中碳、氢、和氧总是以2:6:1的比例组合。利用各种元素的比例和化学符号就可以组成分子的实验式。但是单凭实验式是无法决定分子的类别——如乙烯的实验式就与丙烯一样(同是CH2),尽管这两个分子的原子数或质量都不同。
化学式:要反映分子中各种原子的真实数量,就要利用化学式。例如乙烯和丙烯的化学式分别为C2H4和C3H6。
但化学式相同并不代表两个分子是一样的物质,因为分子中原子的排列和组合,亦即分子的结构,也是决定分子性质的要素。同样的原子但排列不同的分子叫同分异构体。同分异构体有同一化学公式但因不同结构的关系有不同的特质。立体异构体是一种特别的异构体,它们可以有很相似的物理及化学性质,而同时有十分不同的生物化学性质。
由量子力学的定律的演算,分子有固定的平衡几何状态——键的长度和之间的角度。纯物质都是由相同几何结构的分子组合而成的。分子的化学式和结构是决定它的特质,尤其是它的化学活性的两要素。
| 糖蛋白 | 卵子 | 沥青 | 视网膜 | 蔗糖素 |
| 磷酸 | 染色质 | 氢氧化钠 | 酚酞 | 糖精 |
| 癌细胞 | 染色体 | 煤油 | 酱油 | 冰糖 |
| 细胞分裂 | 蓝宝石 | 石蜡 | 免疫细胞 | 二氧化硅 |
| 精子 | 氟里昂 | 干燥剂 | 红糖 | 高锰酸钾 |
2、http://www.37c.com.cn/topic/004/00401.asp
3、http://www.polymercn.net/
位网民共同编写而成。共计






