Якая велічыня малекул? Якія памеры малекулы?

Калі два ці больш атама ўступаюць у хімічныя сувязі адзін з адным, узнікаюць малекулы. Пры гэтым не мае значэння, ці з'яўляюцца гэтыя атамы аднолькавымі або яны зусім адрозніваюцца адзін ад аднаго як па форме, так і па сваім памеры. Мы з вамі разбярэмся, якая велічыня малекул і ад чаго гэта залежыць.

Што такое малекулы?

На працягу тысячагоддзяў навукоўцы разважалі пра таямніцу жыцця, аб тым, што менавіта адбываецца пры яе зараджэнні. Згодна з самым старажытным культурам, жыццё і ўсё-ўсё ў гэтым свеце складаецца з асноўных элементаў прыроды - зямлі, паветра, ветру, вады і агню. Аднак з часам многія філосафы пачалі вылучаць ідэю, што ўсе рэчы складаюцца з маленькіх, непадзельных рэчаў, якія не могуць быць створаны і знішчаны.

Аднак толькі пасля з'яўлення атамнай тэорыі і сучаснай хіміі навукоўцы пачалі пастуляваць, што часціцы, узятыя ў сукупнасці, спарадзілі асноўныя будаўнічыя блокі ўсіх рэчаў. Так з'явіўся тэрмін, які ў кантэксце сучаснай тэорыі часціц ставіцца да драбнюткім адзінкам масы.

Па сваім класічнаму вызначэнню, малекула - гэта найменшая часціца рэчывы, якая дапамагае захоўваць яго хімічныя і фізічныя ўласцівасці. Яна складаецца з двух або больш атамаў, а таксама груп аднолькавых або розных атамаў, якія ўтрымліваюцца разам хімічнымі сіламі.

Якая велічыня малекул? У 5 класе прыродазнаўства (школьны прадмет) дае толькі агульнае ўяўленне аб памерах і формах, больш падрабязна гэтае пытанне вывучаецца ў старэйшых класах на ўроках хіміі.

прыклады малекул

Малекулы могуць быць простымі або складанымі. Вось некаторыя прыклады:

• H ₂ O (вада);
• N ₂ (азот);
• O ₃ (азон);
• CaO (аксід кальцыя);
• C ₆ H ₁₂ O ₆ (глюкоза).

Малекулы, якія складаюцца з двух або больш элементаў, называюцца злучэннямі. Так, вада, аксід кальцыя і глюкоза з'яўляюцца складовымі. Не ўсе злучэння з'яўляюцца малекуламі, але ўсё малекулы з'яўляюцца злучэннямі. Наколькі вялікімі яны могуць быць? Якая велічыня малекулы? Вядомы той факт, што амаль усе вакол нас складаецца з атамаў (акрамя святла і гуку). Іх агульная вага і будзе складаць масу малекулы.

малекулярная маса

Кажучы пра тое, якая велічыня малекул, большасць навукоўцаў адштурхваюцца ад малекулярнай масы. Гэта агульная вага усіх, хто ўваходзіў у яе атамаў:

• Вада, якая складаецца з двух атамаў вадароду (якія маюць па адной адзінцы атамнай масы) і аднаго атама кіслароду (16 адзінак атамнай масы), мае малекулярны вага 18 (дакладней, 18,01528).
• Глюкоза мае малекулярную масу 180.
• ДНК, якая з'яўляецца вельмі доўгай, можа мець малекулярную масу, якая складае каля 1010 (прыблізны вага адной чалавечай храмасомы).

Вымярэнне ў нанаметрах

У дадатак да масы мы таксама можам вымераць, якая велічыня малекул у нанаметрах. Адзінка вады складае каля 0,27 Нм у папярочніку. ДНК дасягае 2 Нм у папярочніку і можа расцягвацца да некалькіх метраў у даўжыню. Цяжка сабе ўявіць, як такія памеры могуць змяшчацца ў адной клетцы. Суадносіны даўжыні і таўшчыні ДНК дзіўна. Яно складае 1/100 000 000, гэта як чалавечы валасоў з даўжынёй у футбольнае поле.

Формы і памеры

Якая велічыня малекул? Яны бываюць розных формаў і памераў. Вада і вуглякіслы газ пры гэтым з'яўляюцца аднымі з самых маленькіх, вавёркі - аднымі з самых вялікіх. Малекулы - гэта элементы, якія складаюцца з атамаў, якія звязаны адзін з адным. Разуменне знешняга выгляду малекул традыцыйна з'яўляецца часткай хіміі. Акрамя іх неспасціжна дзіўнага хімічнага паводзінаў, адной з важных характарыстык малекул з'яўляецца іх памер.

Дзе можа быць асабліва карысным ведаць пра тое, якая велічыня малекул? Адказ на гэтае і многія іншыя пытанні дапамагае ў сферы нанатэхналогій, так як канцэпцыя нанаробаты і інтэлектуальных матэрыялаў абавязкова мае справу з эфектамі малекулярных памераў і формаў.

Якая велічыня малекул?

У 5 класе прыродазнаўства па гэтай тэме дае толькі агульную інфармацыю, што ўсе малекулы складаюцца з атамаў, якія знаходзяцца ў пастаянным бязладным руху. У старэйшых класах можна ўжо ўбачыць структурныя формулы ў падручніках хіміі, якія нагадваюць сапраўдную форму малекул. Аднак немагчыма вымераць іх даўжыню з дапамогай звычайнай лінейкі, а каб гэта зрабіць, трэба ведаць, што малекулы ўяўляюць сабой трохмерныя аб'екты. Іх малюнак на паперы з'яўляецца праекцыяй на двухмерную плоскасць. Даўжыня малекулы змяняецца з дапамогай сувязяў даўжынь яе кутоў. Існуюць тры асноўных:

• Кут тэтраэдра 109 °, калі ўсе сувязі гэтага атама з усімі іншымі атамамі з'яўляюцца адзінарнымі (толькі адно працяжнік).
• Кут шасцікутнік 120 °, калі адзін атам мае адну двайную сувязь з іншым атамам.
• Кут лініі 180 °, калі атам мае альбо дзве падвойныя сувязі, або адну патройную з іншым атамам.

Рэальныя куты часта адрозніваюцца ад гэтых кутоў, бо неабходна ўлічваць цэлы шэраг разнастайных эфектаў, у тым ліку электрастатычныя ўзаемадзеяння.

Як ўявіць сабе памер малекул: прыклады

Якая велічыня малекул? У 5 класе адказы на гэтае пытанне, як мы ўжо казалі, носяць агульны характар. Школьнікі ведаюць, што памер названых злучэнняў вельмі маленькі. Вось, напрыклад, калі ператварыць малекулу пяску ў адной адзінай пясчынка ў цэлую пясчынку, то пад атрыманай масай можна было б схаваць дом у пяць паверхаў. Якая велічыня малекул? Кароткі адказ, якой таксама з'яўляецца і больш навуковым, мае наступны выгляд.

Малекулярная маса прыраўноўваецца да адносінах масы ўсяго рэчывы да колькасці малекул у рэчыве або адносінах малярнай масы да пастаяннай Авагадра. Адзінкай вымярэння з'яўляецца кілаграм. У сярэднім малекулярная маса складае 10 ^-23 -10 ^-26 кг. Возьмем, напрыклад, ваду. Яе малекулярная маса будзе 3 х 10 ^-26 кг.

Як памер малекулы ўплывае на сілы прыцягнення?

Адказнай за прыцягненне паміж малекуламі з'яўляецца электрамагнітная сіла, якая праяўляецца праз прыцягненне процілеглых і адштурхванне падобных зарадаў. Электрастатычных сіла, якая існуе паміж процілеглымі зарадамі, дамінуе ва ўзаемадзеянні паміж атамамі і паміж малекуламі. Гравітацыйная сіла настолькі малая ў гэтым выпадку, што ёю можна занядбаць.

Пры гэтым памер малекулы ўплывае на сілу прыцягнення праз электроннае воблака выпадковых скажэнняў, якія ўзнікаюць пры размеркаванні электронаў малекулы. У выпадку непалярных часціц, якія выяўляюць толькі слабыя ван-дэр-ваальсовых ўзаемадзеяння або дысперсійныя сілы, памер малекул аказвае прамы ўплыў на велічыню электроннага аблокі, навакольнага пазначаную малекулу. Чым яна больш, тым больш і зараджанае поле, якое яе акружае.

Большае электроннае воблака азначае, што паміж суседнімі малекуламі можа адбывацца больш электронных узаемадзеянняў. У выніку адна частка малекулы развівае часовы станоўчы частковы зарад, а іншая - адмоўны. Калі гэта адбываецца, малекула можа палярызаванае электроннае воблака ў суседняй. Прыцягненне адбываецца таму, што частковая станоўчы бок адной малекулы прыцягваецца да частковай адмоўнай баку іншы.

заключэнне

Такім чынам, якая велічыня малекул? У прыродазнаўства, як мы высветлілі, можна знайсці толькі вобразнае ўяўленне аб масе і памерах гэтых драбнюткіх часціц. Але мы ведаем, што ёсць простыя і складаныя злучэння. І да другіх можна аднесці такое паняцце, як макрамалекула. Гэта вельмі вялікая адзінка, напрыклад бялок, якая звычайна ствараецца шляхам полімерызацыі меншых субадзінак (мономеров). Яны звычайна складаюцца з тысяч атамаў ці больш.

Найбольш распаўсюджанымі макрамалекуламі ў біяхіміі з'яўляюцца біяпалімераў (нуклеінавыя кіслоты, бялкі, вугляводы і поліфенолы) і буйныя неполимерные малекулы (такія як ліпіды). Сінтэтычныя макрамалекулы ўключаюць звычайныя пластмасы і сінтэтычныя валокны, а таксама эксперыментальныя матэрыялы, такія як вугляродныя нанатрубкі.