Όταν δύο ή περισσότερα άτομα εισέρχονται στο χημικόεπικοινωνία μεταξύ τους, προκύπτουν μόρια. Δεν έχει σημασία αν αυτά τα άτομα είναι ίδια ή αν είναι τελείως διαφορετικά μεταξύ τους τόσο σε σχήμα όσο και σε μέγεθος. Θα καταλάβουμε ποιο είναι το μέγεθος των μορίων και από τι εξαρτάται.
Τι είναι τα μόρια;
Για χιλιετίες, οι επιστήμονες έκαναν εικασίες γιατο μυστικό της ζωής, για το τι ακριβώς συμβαίνει στην αρχή της. Σύμφωνα με τους αρχαιότερους πολιτισμούς, η ζωή και τα πάντα - τα πάντα σε αυτόν τον κόσμο αποτελούνται από τα βασικά στοιχεία της φύσης - γη, αέρας, άνεμος, νερό και φωτιά. Ωστόσο, με την πάροδο του χρόνου, πολλοί φιλόσοφοι άρχισαν να προβάλλουν την ιδέα ότι όλα τα πράγματα αποτελούνται από μικροσκοπικά, αδιαίρετα πράγματα που δεν μπορούν να δημιουργηθούν και να καταστραφούν.
Ωστόσο, μόνο μετά την εμφάνιση της ατομικής θεωρίας καιΣτη σύγχρονη χημεία, οι επιστήμονες άρχισαν να υποθέτουν ότι τα σωματίδια, μαζί, προκάλεσαν τα βασικά δομικά στοιχεία όλων των πραγμάτων. Έτσι εμφανίστηκε ο όρος που στα πλαίσια της σύγχρονης σωματιδιακής θεωρίας αναφέρεται στις μικρότερες μονάδες μάζας.
Με τον κλασικό του ορισμό, ένα μόριο είναιείναι το μικρότερο σωματίδιο μιας ουσίας που βοηθά στη διατήρηση των χημικών και φυσικών της ιδιοτήτων. Αποτελείται από δύο ή περισσότερα άτομα, καθώς και από ομάδες ίδιων ή διαφορετικών ατόμων που συγκρατούνται μεταξύ τους από χημικές δυνάμεις.
Πόσο μεγάλα είναι τα μόρια; Στην 5η τάξη, η φυσική ιστορία (σχολικό θέμα) δίνει μόνο μια γενική ιδέα για το μέγεθος και το σχήμα, με περισσότερες λεπτομέρειες αυτό το θέμα μελετάται στο γυμνάσιο στα μαθήματα χημείας.
Παραδείγματα μορίων
Τα μόρια μπορεί να είναι απλά ή πολύπλοκα. Ορίστε μερικά παραδείγματα:
- Χ2O (νερό);
- Ν2 (άζωτο);
- Ω3 (όζο);
- CaO (οξείδιο του ασβεστίου);
- ντο6Χ12Ω6 (γλυκόζη).
Μόρια που αποτελούνται από δύο ή περισσότερα στοιχείαονομάζονται συνδέσεις. Έτσι, το νερό, το οξείδιο του ασβεστίου και η γλυκόζη είναι συστατικά. Δεν είναι όλες οι ενώσεις μόρια, αλλά όλα τα μόρια είναι ενώσεις. Πόσο μεγάλα μπορεί να είναι; Ποιο είναι το μέγεθος του μορίου; Είναι γνωστό ότι σχεδόν τα πάντα γύρω μας αποτελούνται από άτομα (εκτός από το φως και τον ήχο). Το συνολικό τους βάρος θα είναι η μάζα του μορίου.
Μοριακή μάζα
Όταν μιλάμε για το μέγεθος των μορίων, οι περισσότεροι επιστήμονες ξεκινούν από το μοριακό βάρος. Αυτό είναι το συνολικό βάρος όλων των ατόμων που περιλαμβάνονται σε αυτό:
- Το νερό, που αποτελείται από δύο άτομα υδρογόνου (το καθένα έχει μια μονάδα ατομικής μάζας) και ένα άτομο οξυγόνου (16 μονάδες ατομικής μάζας), έχει μοριακό βάρος 18 (πιο συγκεκριμένα, 18,01528).
- Η γλυκόζη έχει μοριακό βάρος 180.
- Το DNA που είναι πολύ μακρύ μπορεί να έχει μοριακό βάρος περίπου 1010 (το κατά προσέγγιση βάρος ενός ανθρώπινου χρωμοσώματος).
Μέτρηση σε νανόμετρα
Εκτός από τη μάζα, μπορούμε επίσης να μετρήσουμε,ποιο είναι το μέγεθος των μορίων σε νανόμετρα. Η μονάδα νερού έχει διάμετρο περίπου 0,27 Nm. Το DNA φτάνει τα 2 nm και μπορεί να εκτείνεται έως και αρκετά μέτρα σε μήκος. Είναι δύσκολο να φανταστεί κανείς πώς μπορούν να χωρέσουν τέτοιες διαστάσεις σε ένα κλουβί. Η αναλογία μήκους προς πάχος του DNA είναι εκπληκτική. Είναι 1 / 100.000.000, όπως μια ανθρώπινη τρίχα όσο ένα γήπεδο ποδοσφαίρου.
Σχήματα και μεγέθη
Πόσο μεγάλα είναι τα μόρια;Έρχονται σε όλα τα σχήματα και μεγέθη. Το νερό και το διοξείδιο του άνθρακα είναι από τα μικρότερα, ενώ οι πρωτεΐνες είναι από τα μεγαλύτερα. Τα μόρια είναι στοιχεία που αποτελούνται από άτομα που είναι συνδεδεμένα μεταξύ τους. Η κατανόηση της εμφάνισης των μορίων ήταν παραδοσιακά μέρος της χημείας. Εκτός από την ακατανόητα περίεργη χημική τους συμπεριφορά, ένα από τα σημαντικά χαρακτηριστικά των μορίων είναι το μέγεθός τους.
Πού μπορεί να είναι ιδιαίτερα χρήσιμο να γνωρίζουμεποιο είναι το μέγεθος των μορίων; Η απάντηση σε αυτό και σε πολλά άλλα ερωτήματα βοηθάει στον τομέα της νανοτεχνολογίας, αφού η έννοια των νανορομπότ και των ευφυών υλικών ασχολείται απαραίτητα με τις επιπτώσεις των μοριακών μεγεθών και σχημάτων.
Πόσο μεγάλα είναι τα μόρια;
Στην τάξη 5, η φυσική ιστορία σε αυτό το θέμα δίνειμόνο γενικές πληροφορίες ότι όλα τα μόρια αποτελούνται από άτομα που βρίσκονται σε συνεχή άτακτη κίνηση. Στο γυμνάσιο, μπορείτε ήδη να δείτε δομικούς τύπους σε εγχειρίδια χημείας που μοιάζουν με το πραγματικό σχήμα των μορίων. Ωστόσο, είναι αδύνατο να μετρήσετε το μήκος τους χρησιμοποιώντας έναν κανονικό χάρακα και για να το κάνετε αυτό, πρέπει να γνωρίζετε ότι τα μόρια είναι τρισδιάστατα αντικείμενα. Η εικόνα τους στο χαρτί είναι μια προβολή σε ένα δισδιάστατο επίπεδο. Το μήκος ενός μορίου μεταβάλλεται από τα μήκη των δεσμών των γωνιών του. Υπάρχουν τρεις βασικοί:
- Η γωνία τετραέδρου είναι 109 °, όταν όλοι οι δεσμοί αυτού του ατόμου με όλα τα άλλα άτομα είναι απλοί (μόνο μία παύλα).
- Η γωνία του εξαγώνου είναι 120 ° όταν ένα άτομο έχει έναν διπλό δεσμό με ένα άλλο άτομο.
- Η γωνία της ευθείας είναι 180° όταν το άτομο έχει είτε δύο διπλούς δεσμούς είτε έναν τριπλό δεσμό με ένα άλλο άτομο.
Οι πραγματικές γωνίες συχνά διαφέρουν από αυτές τις γωνίες επειδή πρέπει να ληφθούν υπόψη μια ποικιλία διαφορετικών επιδράσεων, συμπεριλαμβανομένων των ηλεκτροστατικών αλληλεπιδράσεων.
Πώς να φανταστείτε το μέγεθος των μορίων: Παραδείγματα
Πόσο μεγάλα είναι τα μόρια;Στην 5η τάξη, οι απαντήσεις σε αυτή την ερώτηση, όπως είπαμε ήδη, είναι γενικής φύσεως. Οι μαθητές γνωρίζουν ότι το μέγεθος των αρθρώσεων που αναφέρονται είναι πολύ μικρό. Για παράδειγμα, αν μετατρέψετε ένα μόριο άμμου σε έναν κόκκο άμμου σε ολόκληρο κόκκο άμμου, τότε κάτω από την προκύπτουσα μάζα θα μπορούσατε να κρύψετε ένα σπίτι πέντε ορόφων. Πόσο μεγάλα είναι τα μόρια; Η σύντομη απάντηση, που είναι και πιο επιστημονική, είναι η εξής.
Το μοριακό βάρος ισοδυναμεί με την αναλογίαη μάζα ολόκληρης της ουσίας προς τον αριθμό των μορίων της ουσίας ή ο λόγος της μοριακής μάζας προς τη σταθερά του Avogadro. Η μονάδα μέτρησης είναι το κιλό. Το μέσο μοριακό βάρος είναι 10-23-10-26 κιλό. Πάρτε νερό, για παράδειγμα. Το μοριακό του βάρος θα είναι 3 x 10 -26 κιλό.
Πώς το μέγεθος ενός μορίου επηρεάζει τις δυνάμεις έλξης;
Υπεύθυνος για την έλξη μεταξύ των μορίωνείναι μια ηλεκτρομαγνητική δύναμη, η οποία εκδηλώνεται με την έλξη αντίθετων και την απώθηση παρόμοιων φορτίων. Η ηλεκτροστατική δύναμη που υπάρχει μεταξύ των αντίθετων φορτίων κυριαρχεί στις αλληλεπιδράσεις μεταξύ των ατόμων και μεταξύ των μορίων. Η βαρυτική δύναμη είναι τόσο μικρή σε αυτή την περίπτωση που μπορεί να παραμεληθεί.
Σε αυτή την περίπτωση, το μέγεθος του μορίου επηρεάζει την αντοχήέλξη μέσω του νέφους ηλεκτρονίων τυχαίων παραμορφώσεων που προκύπτουν από την κατανομή των ηλεκτρονίων του μορίου. Στην περίπτωση των μη πολικών σωματιδίων που παρουσιάζουν μόνο ασθενείς αλληλεπιδράσεις van der Waals ή δυνάμεις διασποράς, το μέγεθος των μορίων έχει άμεση επίδραση στο μέγεθος του νέφους ηλεκτρονίων που περιβάλλει το καθορισμένο μόριο. Όσο μεγαλύτερο είναι, τόσο μεγαλύτερο και φορτισμένο πεδίο το περιβάλλει.
Ένα μεγαλύτερο νέφος ηλεκτρονίων σημαίνει ότι μεταξύπερισσότερες ηλεκτρονικές αλληλεπιδράσεις μπορούν να συμβούν με γειτονικά μόρια. Ως αποτέλεσμα, το ένα μέρος του μορίου αναπτύσσει ένα προσωρινό θετικό μερικό φορτίο, ενώ το άλλο ένα αρνητικό. Όταν συμβεί αυτό, το μόριο μπορεί να πολώσει το νέφος ηλεκτρονίων από το γειτονικό. Η έλξη συμβαίνει επειδή μια μερική θετική πλευρά ενός μορίου έλκεται από μια μερική αρνητική πλευρά ενός άλλου.
Συμπέρασμα
Ποιο είναι λοιπόν το μέγεθος των μορίων;Στη φυσική επιστήμη, όπως ανακαλύψαμε, μπορείτε να βρείτε μόνο μια εικονική ιδέα της μάζας και του μεγέθους αυτών των μικρότερων σωματιδίων. Αλλά γνωρίζουμε ότι υπάρχουν απλές και σύνθετες συνδέσεις. Και το δεύτερο περιλαμβάνει ένα τέτοιο πράγμα όπως ένα μακρομόριο. Είναι μια πολύ μεγάλη μονάδα, όπως μια πρωτεΐνη, η οποία συνήθως παρασκευάζεται με πολυμερισμό μικρότερων υπομονάδων (μονομερών). Συνήθως έχουν χιλιάδες άτομα ή περισσότερα.
Τα πιο κοινά μακρομόρια σεΗ βιοχημεία είναι βιοπολυμερή (νουκλεϊκά οξέα, πρωτεΐνες, υδατάνθρακες και πολυφαινόλες) και μεγάλα μη πολυμερή μόρια (όπως τα λιπίδια). Τα συνθετικά μακρομόρια περιλαμβάνουν κοινά πλαστικά και συνθετικές ίνες, καθώς και πειραματικά υλικά όπως νανοσωλήνες άνθρακα.
