Aká je veľkosť molekúl? Aké sú veľkosti molekuly?

Keď dva alebo viac atómov vstúpi do chemickéhoväzby medzi sebou, vznikajú molekuly. Nezáleží na tom, či sú tieto atómy rovnaké alebo či sa navzájom úplne líšia tvarom aj veľkosťou. Zistíme, aká je veľkosť molekúl a na čom závisí.

Čo sú molekuly?

Vedci špekulovali už tisícročiatajomstvo života, o tom, čo sa presne deje pri jeho vzniku. Podľa najstarších kultúr sa život a všetko - všetko na tomto svete skladá zo základných prvkov prírody - zeme, vzduchu, vetra, vody a ohňa. Postupom času však mnohí filozofi začali presadzovať myšlienku, že všetky veci sa skladajú z malých, nedeliteľných vecí, ktoré nemožno vytvoriť a zničiť.

Avšak až po objavení sa atómovej teórie aV modernej chémii vedci začali predpokladať, že častice, spolu, dali vzniknúť základným stavebným kameňom všetkých vecí. Takto sa objavil termín, ktorý v kontexte modernej časticovej teórie označuje najmenšie jednotky hmotnosti.

Podľa klasickej definície je molekulaje to najmenšia častica látky, ktorá pomáha udržiavať jej chemické a fyzikálne vlastnosti. Pozostáva z dvoch alebo viacerých atómov, ako aj skupín rovnakých alebo rôznych atómov, ktoré držia pohromade chemické sily.

Aké veľké sú molekuly? V 5. ročníku dáva prírodopis (školský predmet) len všeobecnú predstavu o veľkosti a tvare, podrobnejšie sa táto problematika študuje na strednej škole na hodinách chémie.

Príklady molekúl

Molekuly môžu byť jednoduché alebo zložité. Tu je niekoľko príkladov:

• X₂O (voda);
• H₂ (dusík);
• ach₃ (ozón);
• CaO (oxid vápenatý);
• C₆X₁₂ach₆ (glukóza).

Molekuly zložené z dvoch alebo viacerých prvkovsa nazývajú spojenia. Takže voda, oxid vápenatý a glukóza sú zložky. Nie všetky zlúčeniny sú molekuly, ale všetky molekuly sú zlúčeniny. Aké veľké môžu byť? Aká je veľkosť molekuly? Je všeobecne známe, že takmer všetko okolo nás pozostáva z atómov (okrem svetla a zvuku). Ich celková hmotnosť bude hmotnosť molekuly.

Molekulová hmotnosť

Keď hovoríme o veľkosti molekúl, väčšina vedcov vychádza z molekulovej hmotnosti. Toto je celková hmotnosť všetkých v ňom zahrnutých atómov:

• Voda, pozostávajúca z dvoch atómov vodíka (každý má jednu atómovú hmotnostnú jednotku) a jedného atómu kyslíka (16 atómových hmotnostných jednotiek), má molekulovú hmotnosť 18 (presnejšie 18,01528).
• Glukóza má molekulovú hmotnosť 180.
• DNA, ktorá je veľmi dlhá, môže mať molekulovú hmotnosť približne 1010 (približná hmotnosť jedného ľudského chromozómu).

Meranie v nanometroch

Okrem hmotnosti môžeme merať ajaká je veľkosť molekúl v nanometroch. Jednotkou vody je priemer približne 0,27 Nm. DNA dosahuje naprieč 2 nm a môže sa tiahnuť až niekoľko metrov na dĺžku. Je ťažké si predstaviť, ako sa takéto rozmery zmestia do jednej klietky. Pomer dĺžky k hrúbke DNA je úžasný. Je to 1/100 000 000, ako ľudský vlas má dĺžku futbalového ihriska.

Tvary a veľkosti

Aké veľké sú molekuly?Prichádzajú vo všetkých tvaroch a veľkostiach. Voda a oxid uhličitý patria medzi najmenšie, zatiaľ čo bielkoviny medzi najväčšie. Molekuly sú prvky zložené z atómov, ktoré sú navzájom viazané. Pochopenie vzhľadu molekúl je tradične súčasťou chémie. Okrem ich nepochopiteľne zvláštneho chemického správania je jednou z dôležitých charakteristík molekúl ich veľkosť.

Kde môže byť obzvlášť užitočné vedieťaká je veľkosť molekúl? Odpoveď na túto a mnohé ďalšie otázky pomáha v oblasti nanotechnológií, keďže koncept nanorobotov a inteligentných materiálov sa nevyhnutne zaoberá účinkami veľkosti a tvaru molekúl.

Aké veľké sú molekuly?

V 5. ročníku dáva prírodopis na túto témulen všeobecná informácia, že všetky molekuly sú zložené z atómov, ktoré sú v neustálom neusporiadanom pohybe. Na strednej škole už môžete v učebniciach chémie vidieť štruktúrne vzorce, ktoré pripomínajú skutočný tvar molekúl. Nie je však možné zmerať ich dĺžku pomocou bežného pravítka, a aby ste to dosiahli, musíte vedieť, že molekuly sú trojrozmerné objekty. Ich obraz na papieri je projekciou do dvojrozmernej roviny. Dĺžka molekuly sa mení väzbovými dĺžkami jej uhlov. Existujú tri hlavné:

• Uhol štvorstenu je 109 °, keď všetky väzby tohto atómu so všetkými ostatnými atómami sú jednoduché (iba jedna pomlčka).
• Uhol šesťuholníka je 120 °, keď jeden atóm má jednu dvojitú väzbu s iným atómom.
• Uhol čiary je 180 °, keď má atóm buď dve dvojité väzby alebo jednu trojitú väzbu s iným atómom.

Skutočné uhly sa často líšia od týchto uhlov, pretože je potrebné vziať do úvahy množstvo rôznych efektov, vrátane elektrostatických interakcií.

Ako si predstaviť veľkosť molekúl: Príklady

Aké veľké sú molekuly?V 5. ročníku sú odpovede na túto otázku, ako sme už povedali, všeobecného charakteru. Žiaci vedia, že veľkosť menovaných kĺbov je veľmi malá. Napríklad, ak zmeníte molekulu piesku v jednom jedinom zrnku piesku na celé zrnko piesku, potom pod výslednou hmotou môžete skryť dom s piatimi poschodiami. Aké veľké sú molekuly? Krátka odpoveď, ktorá je tiež vedeckejšia, je nasledovná.

Molekulová hmotnosť sa rovná pomeruhmotnosť celej látky k počtu molekúl v látke alebo pomer molárnej hmotnosti k Avogadrovej konštante. Mernou jednotkou je kilogram. Priemerná molekulová hmotnosť je 10^-23-10^-26 kg. Vezmite si napríklad vodu. Jeho molekulová hmotnosť bude 3 x 10 ^-26 kg.

Ako veľkosť molekuly ovplyvňuje príťažlivé sily?

Zodpovedá za príťažlivosť medzi molekulamije elektromagnetická sila, ktorá sa prejavuje priťahovaním opačných nábojov a odpudzovaním podobných nábojov. Elektrostatická sila, ktorá existuje medzi opačnými nábojmi, dominuje interakciám medzi atómami a medzi molekulami. Gravitačná sila je v tomto prípade taká malá, že ju možno zanedbať.

V tomto prípade veľkosť molekuly ovplyvňuje silupríťažlivosť náhodných skreslení vznikajúcich z distribúcie elektrónov v molekule cez elektrónový oblak. V prípade nepolárnych častíc, ktoré vykazujú len slabé van der Waalsove interakcie alebo disperzné sily, má veľkosť molekúl priamy vplyv na veľkosť elektrónového mraku obklopujúceho špecifikovanú molekulu. Čím je väčší, tým väčšie a nabité pole ho obklopuje.

Väčší elektrónový oblak znamená, že medziso susednými molekulami môže nastať viac elektronických interakcií. V dôsledku toho sa v jednej časti molekuly vyvinie dočasný kladný čiastočný náboj, zatiaľ čo v druhej sa vyvinie záporný náboj. Keď sa to stane, molekula môže polarizovať elektrónový oblak zo susedného. K príťažlivosti dochádza, pretože čiastočná pozitívna strana jednej molekuly je priťahovaná čiastočnou negatívnou stranou inej molekuly.

záver

Aká je teda veľkosť molekúl?V prírodných vedách, ako sme zistili, môžete nájsť iba obraznú predstavu o hmotnosti a veľkosti týchto najmenších častíc. Vieme však, že existujú jednoduché a zložité súvislosti. A druhá zahŕňa niečo ako makromolekula. Je to veľmi veľká jednotka, napríklad proteín, ktorý sa zvyčajne vyrába polymerizáciou menších podjednotiek (monomérov). Zvyčajne pozostávajú z tisícok atómov alebo viac.

Najbežnejšie makromolekuly vbiochémia sú biopolyméry (nukleové kyseliny, proteíny, sacharidy a polyfenoly) a veľké nepolymérne molekuly (ako sú lipidy). Syntetické makromolekuly zahŕňajú bežné plasty a syntetické vlákna, ako aj experimentálne materiály, ako sú uhlíkové nanorúrky.