Kai du ar daugiau atomų patenka į cheminę medžiagąjungiasi tarpusavyje, atsiranda molekulės. Nesvarbu, ar šie atomai yra vienodi, ar jie visiškai skiriasi vienas nuo kito tiek forma, tiek dydžiu. Mes išsiaiškinsime, koks yra molekulių dydis ir nuo ko jis priklauso.
Kas yra molekulės?
Tūkstantmečius mokslininkai spėliojo apie taigyvenimo paslaptis, apie tai, kas tiksliai vyksta jos pradžioje. Pasak seniausių kultūrų, gyvybė ir viskas - viskas šiame pasaulyje susideda iš pagrindinių gamtos elementų - žemės, oro, vėjo, vandens ir ugnies. Tačiau laikui bėgant daugelis filosofų ėmė kelti mintį, kad viskas susideda iš mažyčių, nedalomų dalykų, kurių negalima sukurti ir sunaikinti.
Tačiau tik pasirodžius atominei teorijai irŠiuolaikinėje chemijoje mokslininkai pradėjo postuliuoti, kad dalelės kartu paėmusios sukuria pagrindinius visų daiktų blokus. Taip atsirado terminas, kuris šiuolaikinės dalelių teorijos kontekste nurodo mažiausius masės vienetus.
Pagal klasikinį apibrėžimą molekulė yratai mažiausia medžiagos dalelė, padedanti išlaikyti jos chemines ir fizines savybes. Jis susideda iš dviejų ar daugiau atomų, taip pat iš tų pačių arba skirtingų atomų grupių, kurias kartu laiko cheminės jėgos.
Kokios yra molekulės? 5 klasėje gamtos istorija (mokyklos dalykas) pateikia tik bendrą dydžio ir formos idėją, išsamiau šis klausimas nagrinėjamas vidurinėje mokykloje chemijos pamokose.
Molekulių pavyzdžiai
Molekulės gali būti paprastos arba sudėtingos. Štai keletas pavyzdžių:
- X2O (vanduo);
- H2 (azotas);
- Oh3 (ozonas);
- CaO (kalcio oksidas);
- Su6X12Oh6 (gliukozė).
Molekulės, sudarytos iš dviejų ar daugiau elementųvadinamos jungtimis. Taigi, vanduo, kalcio oksidas ir gliukozė yra sudedamosios dalys. Ne visi junginiai yra molekulės, tačiau visos molekulės yra junginiai. Kokie jie gali būti dideli? Koks yra molekulės dydis? Gerai žinomas faktas, kad beveik viskas aplink mus susideda iš atomų (išskyrus šviesą ir garsą). Jų bendras svoris bus molekulės masė.
Molekulinė masė
Kalbėdami apie molekulių dydį, dauguma mokslininkų pradeda nuo molekulinės masės. Tai yra visų į jį įtrauktų atomų bendras svoris:
- Vandens, susidedančio iš dviejų vandenilio atomų (kurių kiekvienas turi po vieną atominės masės vienetą) ir vieno deguonies atomo (16 atominės masės vienetų), molekulinė masė yra 18 (tiksliau, 18,01528).
- Gliukozės molekulinė masė yra 180.
- Labai ilgos DNR molekulinė masė gali būti apie 1010 (apytikslis vienos žmogaus chromosomos svoris).
Matavimas nanometrais
Be masės, mes taip pat galime išmatuoti,koks yra molekulių dydis nanometrais. Vandens vienetas yra apie 0,27 Nm skersai. DNR skersmuo siekia 2 nm ir gali išsiplėsti iki kelių metrų. Sunku įsivaizduoti, kaip tokie matmenys gali tilpti į vieną narvą. Nuostabus yra DNR ilgio ir storio santykis. Tai yra 1/100 000 000, kaip žmogaus plaukai tol, kol futbolo aikštė.
Formos ir dydžiai
Kokios yra molekulės?Jų būna visų formų ir dydžių. Vanduo ir anglies dioksidas yra vieni iš mažiausių, o baltymai - tarp didžiausių. Molekulės yra elementai, sudaryti iš atomų, sujungtų vienas su kitu. Suprasti molekulių išvaizdą tradiciškai buvo chemijos dalis. Be nesuprantamai keisto cheminio elgesio, viena iš svarbiausių molekulių savybių yra jų dydis.
Kur tai gali būti ypač naudinga žinotikoks yra molekulių dydis? Atsakymas į šį ir daugelį kitų klausimų padeda nanotechnologijų srityje, nes nanorobotų ir intelektualių medžiagų sąvoka būtinai susijusi su molekulių dydžių ir formų poveikiu.
Kokios yra molekulės?
5 klasėje gamtos istorija šia tema suteikiatik bendra informacija, kad visos molekulės susideda iš nuolat netvarkingo judėjimo atomų. Vidurinėje mokykloje chemijos vadovėliuose jau galima pamatyti struktūrines formules, kurios primena tikrąją molekulių formą. Tačiau neįmanoma išmatuoti jų ilgio naudojant įprastą liniuotę, o norint tai padaryti, turite žinoti, kad molekulės yra trimačiai objektai. Jų atvaizdas ant popieriaus yra projekcija į dvimatę plokštumą. Molekulės ilgį keičia jos kampų jungties ilgiai. Yra trys pagrindiniai:
- Tetraedro kampas yra 109 °, kai visi šio atomo ryšiai su visais kitais atomais yra viengubi (tik vienas brūkšnys).
- Šešiakampio kampas yra 120 °, kai vienas atomas turi vieną dvigubą jungtį su kitu atomu.
- Tiesės kampas yra 180 °, kai atomas turi dvi dvigubas jungtis arba vieną trigubą jungtį su kitu atomu.
Tikrieji kampai dažnai skiriasi nuo šių kampų, nes reikia atsižvelgti į įvairius skirtingus efektus, įskaitant elektrostatinę sąveiką.
Kaip įsivaizduoti molekulių dydį: pavyzdžiai
Kokios yra molekulės?5 klasėje atsakymai į šį klausimą, kaip jau sakėme, yra bendro pobūdžio. Mokiniai žino, kad įvardytų sąnarių dydis yra labai mažas. Pvz., Jei paverčiate smėlio molekulę viename smėlio grūdelyje viso smėlio grūdeliu, po gauta mase galite paslėpti penkių aukštų namą. Kokios yra molekulės? Trumpas atsakymas, kuris taip pat yra labiau mokslinis, yra toks.
Molekulinė masė lygi santykiuivisos medžiagos masės ir medžiagos molekulių skaičiaus arba molinės masės ir Avogadro konstantos santykio. Matavimo vienetas yra kilogramas. Vidutinė molekulinė masė yra 10-23-10-26 kilogramas. Paimkite, pavyzdžiui, vandenį. Jo molekulinė masė bus 3 x 10 -26 kg
Kaip molekulės dydis veikia traukos jėgas?
Atsakingas už trauką tarp molekuliųyra elektromagnetinė jėga, kuri pasireiškia pritraukiant priešingus ir atstumiant panašius krūvius. Elektrostatinė jėga, egzistuojanti tarp priešingų krūvių, dominuoja sąveikoje tarp atomų ir tarp molekulių. Gravitacinė jėga šiuo atveju yra tokia maža, kad jos galima nepaisyti.
Šiuo atveju molekulės dydis turi įtakos stiprumuiatsitiktinių iškraipymų, atsirandančių dėl molekulės elektronų pasiskirstymo, pritraukimas per elektronų debesį. Nepolinių dalelių, turinčių tik silpną van der Waalso sąveiką ar dispersijos jėgas, atveju molekulių dydis turi tiesioginį poveikį nurodytą molekulę supančio elektronų debesies dydžiui. Kuo jis didesnis, tuo didesnis ir įkrautas laukas jį supa.
Didesnis elektronų debesis reiškia, kad tarpgali atsirasti daugiau elektroninių sąveikų su kaimyninėmis molekulėmis. Dėl to vienoje molekulės dalyje išsivysto laikinas teigiamas dalinis krūvis, kitoje - neigiamas. Kai taip atsitinka, molekulė gali poliarizuoti elektroninį debesį iš kaimyninio. Pritraukimas atsiranda dėl to, kad dalinė teigiama vienos molekulės pusė pritraukiama į dalinę neigiamą kitos pusės pusę.
Išvada
Taigi, koks yra molekulių dydis?Gamtos moksle, kaip išsiaiškinome, galite rasti tik vaizdinę šių mažiausių dalelių masės ir dydžio idėją. Bet mes žinome, kad yra paprastų ir sudėtingų ryšių. Ir antrasis apima tokį dalyką kaip makromolekulė. Tai yra labai didelis vienetas, pavyzdžiui, baltymas, kuris paprastai gaminamas polimerizuojant mažesnius subvienetus (monomerus). Paprastai jie susideda iš tūkstančių ar daugiau atomų.
Dažniausios makromolekulėsbiochemija yra biopolimerai (nukleorūgštys, baltymai, angliavandeniai ir polifenoliai) ir didelės nepolimerinės molekulės (pvz., lipidai). Į sintetines makromolekules įeina įprasti plastikai ir sintetiniai pluoštai, taip pat eksperimentinės medžiagos, tokios kaip anglies nanovamzdeliai.
