Какъв е размерът на молекулите? Какви са размерите на молекулата?

Когато два или повече атома влизат в химически връзки помежду си, се появяват молекули. Няма значение дали тези атоми са еднакви или са напълно различни едно от друго във форма и размер. Ще разберем какъв е размерът на молекулите и от какво зависи.

Какви са молекулите?

В продължение на хилядолетия учените размишляват за тайната на живота, за това какво точно се случва, когато се роди. Според най-древните култури животът и всичко в този свят се състои от основните елементи на природата - земя, въздух, вятър, вода и огън. Но с течение на времето много философи започнаха да изтъкват идеята, че всички неща се състоят от малки, неделими неща, които не могат да бъдат създадени и унищожени.

Обаче едва след появата на атомната теория и съвременната химия учените започнаха да твърдят, че частиците, взети в съвкупност, пораждат основните конструктивни блокове на всички неща. Така че имаше термин, който в контекста на съвременната теория на частиците се отнася до най-малките единици маса.

С класическото си определение една молекула е най-малката частица на вещество, което спомага за запазването на неговите химични и физични свойства. Състои се от два или повече атоми, както и групи от еднакви или различни атоми, които се държат заедно от химическите сили.

Какъв е размерът на молекулите? В 5-ти клас естествената история (учебен предмет) дава само обща представа за размерите и формите, като този въпрос се изучава по-подробно в учебните часове по химия.

Примери за молекули

Молекулите могат да бъдат прости или сложни. Ето няколко примера:

• Н₂О (вода);
• N₂ (Азот);
• О₃ (Озон);
• CaO (калциев оксид);
• C₆Н₁₂О₆ (Глюкоза).

Молекули, състоящи се от два или повече елемента, се наричат ​​съединения. Така че вода, калциев оксид и глюкоза са комбинирани. Не всички съединения са молекули, но всички молекули са съединения. Колко големи могат да бъдат те? Какъв е размерът на молекулата? Известен е фактът, че почти всичко около нас се състои от атоми (с изключение на светлина и звук). Общото им тегло ще бъде масата на молекулата.

Молекулно тегло

Говорейки за размера на молекулите, повечето учени са отблъснати от молекулното тегло. Това е общото тегло на всички атоми, влизащи в него:

• Водата, състояща се от два водородни атома (с една единица атомна маса) и един кислороден атом (16 единици атомна маса), има молекулно тегло 18 (по-точно 18,01528).
• Глюкозата има молекулно тегло 180.
• ДНК, която е много дълга, може да има молекулна маса, която е около 1010 (приблизителното тегло на една човешка хромозома).

Измерване в нанометри

В допълнение към масата можем да измерим и размера на молекулите в нанометри. Единицата вода е около 0.27 Nm. ДНК достига диаметър 2 Nm и може да се простира на няколко метра дължина. Трудно е да си представим как такива размери могат да се поберат в една клетка. Съотношението дължина и дебелина на ДНК е изненадващо. Тя е 1/100 000 000, тя е като човешка коса с дължина на футболно игрище.

Форми и размери

Какъв е размерът на молекулите? Те идват в различни форми и размери. Водата и въглеродният диоксид са едни от най-малките и протеините са сред най-големите. Молекулите са елементи, съставени от атоми, които са свързани помежду си. Разбирането на появата на молекулите традиционно е част от химията. В допълнение към тяхното неразбираемо странно химическо поведение, една от важните характеристики на молекулите е техният размер.

Къде може да бъде особено полезно да се знае значението на молекулите? Отговорът на този и на много други въпроси помага в областта на нанотехнологиите, тъй като концепцията за наночасти и интелигентни материали задължително се занимава с ефектите на молекулните размери и форми.

Какъв е размерът на молекулите?

В 5-ти клас естествените науки по този въпрос дават само обща информация, че всички молекули се състоят от атоми, които са в постоянно произволно движение. В горните класове вече може да видите структурни формули в учебници по химия, които наподобяват действителната форма на молекулите. Невъзможно е обаче да се измери тяхната дължина, като се използва конвенционален владетел, и за да направите това, трябва да знаете, че молекулите са триизмерни обекти. Техният образ на хартия е проекция върху двумерна равнина. Дължината на молекулата се променя с помощта на връзките на дължините на нейните ъгли. Има три основни:

• Ъгълът на тетраедъра е 109 °, когато всички връзки на този атом с всички други атоми са единични (само едно тире).
• Ъгълът на шестоъгълника е 120 °, когато един атом има една двойна връзка с друг атом.
• Ъгълът на линията е 180 °, когато атомът има две двойни връзки или една тройна с друг атом.

Реалните ъгли често се различават от тези ъгли, тъй като е необходимо да се вземат под внимание множество различни ефекти, включително електростатични взаимодействия.

Как да си представим размера на молекулите: примери

Какъв е размерът на молекулите? В степен 5 отговорите на този въпрос, както казахме, са от общ характер. Учениците знаят, че размерът на посочените съединения е много малък. Ако например превърнете молекула пясък в едно парче пясък в цялото пясък, то под получената маса можете да скриете къщата на пет етажа. Какъв е размерът на молекулите? Краткият отговор, който също е по-научен, има следната форма.

Молекулното тегло е еквивалентно на съотношението на масата на цялото вещество към броя на молекулите в субстанцията или съотношението на моларната маса към константата Avogadro. Измервателната единица е килограм. Средното молекулно тегло е 10^-23-10^-26 кг. Вземете например вода. Неговото молекулно тегло ще бъде 3 х 10 ^-26 кг.

Как размерът на молекулата влияе върху силата на привличането?

Отговорен за привличането между молекулите е електромагнитната сила, която се проявява чрез привличане на противоположности и отблъскване на подобни заряди. Електростатичната сила, която съществува между противоположните заряди, доминира в взаимодействията между атомите и между молекулите. Гравитационната сила е толкова малка, че може да бъде пренебрегната.

В този случай размерът на молекулата влияе върху силата на привличане чрез електронния облак на случайни изкривявания, които възникват, когато електроните на молекулата се разпределят. В случай на неполярен частици проявяват само слаб ван дер Ваалс взаимодействия или дисперсия сили, молекулен размер има пряк ефект върху големината на електронен облак околната споменатата молекула. Колкото по-голямо е, толкова по-заредено поле, което го заобикаля.

По-големият облак от електрони означава, че между съседните молекули могат да възникнат повече електронни взаимодействия. В резултат на това една част от молекулата развива временно положително частично зареждане, а другата - отрицателна. Когато това се случи, молекулата може да поляризира електронния облак от съседния облак. Привличането се получава, защото частичната положителна страна на една молекула е привлечена от частичната негативна страна на другата.

заключение

И така, каква е величината на молекулите? В естествената история, както разбрахме, може да се намери само фигуративна представа за масата и размерите на тези малки частици. Но ние знаем, че има прости и сложни връзки. И вторият може да включва такова нещо като макромолекула. Това е много голяма единица, например протеин, който обикновено се създава чрез полимеризиране на по-малки субединици (мономери). Те обикновено се състоят от хиляди атоми или повече.

Най-често в биохимични макромолекули са биополимери (нуклеинови киселини, протеини, въглехидрати и полифеноли) и големи неполимерни молекули (такива като липиди). Синтетичните макромолекули включват конвенционални пластмаси и синтетични влакна, както и експериментални материали като въглеродни нанотръби.