Jaká je velikost molekul? Jaká je velikost molekuly?

Když dva nebo více atomů vstupuje do chemické látkyvzájemná komunikace, vznikají molekuly. Nezáleží na tom, zda jsou tyto atomy stejné, nebo zda se navzájem zcela liší jak tvarem, tak velikostí. Zjistíme, jaká je velikost molekul a na čem závisí.

Co jsou to molekuly?

Po tisíciletí o tom vědci spekulovalitajemství života, o tom, co se přesně děje při jeho vzniku. Podle nejstarších kultur se život a všechno - všechno v tomto světě skládá ze základních prvků přírody - země, vzduch, vítr, voda a oheň. Postupem času však mnoho filozofů začalo předkládat myšlenku, že všechny věci jsou tvořeny drobnými, nedělitelnými věcmi, které nelze vytvořit a zničit.

Avšak až po objevení atomové teorie aV moderní chemii vědci začali předpokládat, že částice dohromady daly vzniknout základním stavebním kamenům všech věcí. Tak se objevil termín, který v kontextu moderní teorie částic označuje nejmenší jednotky hmotnosti.

Podle klasické definice je molekulaje to nejmenší částice látky, která pomáhá udržovat její chemické a fyzikální vlastnosti. Skládá se ze dvou nebo více atomů, stejně jako ze skupin stejných nebo různých atomů držených pohromadě chemickými silami.

Jak velké jsou molekuly? V 5. ročníku podává přírodopis (školní předmět) pouze obecnou představu o velikosti a tvaru, podrobněji je tato problematika studována na střední škole v hodinách chemie.

Příklady molekul

Molekuly mohou být jednoduché nebo složité. Zde jsou nějaké příklady:

• X₂O (voda);
• H₂ (dusík);
• Oh₃ (ozón);
• CaO (oxid vápenatý);
• C₆X₁₂Oh₆ (glukóza).

Molekuly složené ze dvou nebo více prvkůse nazývají spojení. Voda, oxid vápenatý a glukóza jsou tedy složkami. Ne všechny sloučeniny jsou molekuly, ale všechny molekuly jsou sloučeniny. Jak velké mohou být? Jaká je velikost molekuly? Je známou skutečností, že téměř vše kolem nás se skládá z atomů (kromě světla a zvuku). Jejich celková hmotnost bude hmotností molekuly.

Molekulová hmotnost

Když hovoříme o velikosti molekul, většina vědců vychází z molekulové hmotnosti. Toto je celková hmotnost všech atomů v něm obsažených:

• Voda, skládající se ze dvou atomů vodíku (z nichž každý má jednu atomovou hmotnostní jednotku) a jednoho atomu kyslíku (16 atomových hmotnostních jednotek), má molekulovou hmotnost 18 (přesněji 18,01528).
• Glukóza má molekulovou hmotnost 180.
• DNA, která je velmi dlouhá, může mít molekulovou hmotnost asi 1010 (přibližná hmotnost jednoho lidského chromozomu).

Měření v nanometrech

Kromě hmotnosti můžeme také měřitjaká je velikost molekul v nanometrech. Jednotka vody má průměr přibližně 0,27 Nm. DNA dosahuje průměru 2 nm a může se protáhnout až na několik metrů. Je těžké si představit, jak se takové rozměry vejdou do jedné klece. Poměr délky k tloušťce DNA je úžasný. Je to 1/100 000 000, jako lidský vlas dlouhý jako fotbalové hřiště.

Tvary a velikosti

Jak velké jsou molekuly?Přicházejí ve všech tvarech a velikostech. Voda a oxid uhličitý patří k nejmenším, zatímco bílkoviny k největším. Molekuly jsou prvky složené z atomů, které jsou navzájem spojeny. Pochopení vzhledu molekul je tradičně součástí chemie. Kromě jejich nepochopitelně podivného chemického chování je jednou z důležitých charakteristik molekul jejich velikost.

Kde může být obzvláště užitečné vědětjaká je velikost molekul? Odpověď na tuto a mnoho dalších otázek pomáhá v oblasti nanotechnologií, protože koncept nanorobotů a inteligentních materiálů se nutně zabývá účinky molekulárních velikostí a tvarů.

Jak velké jsou molekuly?

V 5. ročníku dává přírodopis na toto témapouze obecná informace, že všechny molekuly jsou složeny z atomů, které jsou v neustálém neuspořádaném pohybu. Na střední škole už můžete v učebnicích chemie vidět strukturní vzorce, které připomínají skutečný tvar molekul. Je však nemožné změřit jejich délku pomocí pravidelného pravítka, a abyste to mohli udělat, musíte vědět, že molekuly jsou trojrozměrné objekty. Jejich obraz na papíře je projekcí do dvourozměrné roviny. Délka molekuly se mění délkami vazeb jejích úhlů. Existují tři hlavní:

• Úhel čtyřstěnu je 109 °, když jsou všechny vazby tohoto atomu se všemi ostatními atomy jednoduché (pouze jedna pomlčka).
• Úhel šestiúhelníku je 120 °, pokud má jeden atom jednu dvojnou vazbu s jiným atomem.
• Úhel přímky je 180 °, pokud má atom buď dvě dvojné vazby, nebo jednu trojnou vazbu s jiným atomem.

Skutečné úhly se od těchto úhlů často liší, protože je třeba vzít v úvahu řadu různých efektů, včetně elektrostatických interakcí.

Jak si představit velikost molekul: Příklady

Jak velké jsou molekuly?V 5. ročníku mají odpovědi na tuto otázku, jak jsme již řekli, obecnou povahu. Žáci vědí, že velikost jmenovaných kloubů je velmi malá. Pokud například proměníte molekulu písku v jednom zrnku písku na celé zrnko písku, pak pod výslednou hmotou můžete skrýt dům o pěti patrech. Jak velké jsou molekuly? Krátká odpověď, která je také více vědecká, je následující.

Molekulová hmotnost odpovídá poměruhmotnost celé látky k počtu molekul v látce nebo poměr molární hmotnosti k Avogadrově konstantě. Měrnou jednotkou je kilogram. Průměrná molekulová hmotnost je 10^-23-10^-26 kg. Vezměte si třeba vodu. Jeho molekulová hmotnost bude 3 x 10 ^-26 kg.

Jak velikost molekuly ovlivňuje přitažlivé síly?

Odpovědný za přitažlivost mezi molekulamije elektromagnetická síla, která se projevuje přitažlivostí opačných a odpuzováním podobných nábojů. Elektrostatická síla, která existuje mezi opačnými náboji, dominuje interakcím mezi atomy a mezi molekulami. Gravitační síla je v tomto případě tak malá, že ji lze zanedbat.

V tomto případě velikost molekuly ovlivňuje sílupřitažlivost prostřednictvím elektronového oblaku náhodných zkreslení vyplývajících z distribuce elektronů molekuly. V případě nepolárních částic vykazujících pouze slabé van der Waalsovy interakce nebo disperzní síly má velikost molekul přímý vliv na velikost elektronového oblaku obklopujícího uvedenou molekulu. Čím je větší, tím větší a nabité pole ho obklopuje.

Větší elektronový mrak znamená, že mezise sousedními molekulami může nastat více elektronických interakcí. Výsledkem je, že jedna část molekuly vyvíjí dočasný kladný částečný náboj, zatímco druhá vyvíjí záporný. Když k tomu dojde, molekula může polarizovat elektronový oblak ze sousedního. K přitažlivosti dochází, protože částečná pozitivní strana jedné molekuly je přitahována k částečné negativní straně jiné.

Závěr

Jaká je tedy velikost molekul?V přírodních vědách, jak jsme zjistili, můžete najít pouze obraznou představu o hmotnosti a velikosti těchto nejmenších částic. Ale víme, že existují jednoduchá a složitá spojení. A druhá zahrnuje něco jako makromolekula. Jedná se o velmi velkou jednotku, například protein, který se obvykle vyrábí polymerací menších podjednotek (monomerů). Obvykle se skládají z tisíců atomů nebo více.

Nejběžnější makromolekuly vbiochemie jsou biopolymery (nukleové kyseliny, proteiny, sacharidy a polyfenoly) a velké nepolymerní molekuly (jako jsou lipidy). Syntetické makromolekuly zahrnují běžné plasty a syntetická vlákna, stejně jako experimentální materiály, jako jsou uhlíkové nanotrubice.