Молекула как она выглядит

girl 1848947 1920 Советы на день

Одним из основополагающих понятий современной науки является понятие молекулы. Его введение европейскими учеными в 1860 г. дало толчок к развитию не только химии и физики, но и других естественных наук.

e57d9c3541b994cba125147103e32510

Молекулой, в наиболее общем определении, называется частица, образованная из нескольких (двух или более) атомов, объединенных между собой ковалентными связями. Она не имеет электрического заряда, все электроны в её составе имеют пару.

Молекулы, несущие заряд, называются ионами, неспаренные электроны – радикалами. Качественный и количественный состав их стабилен. Количество ядер атомов, электронов и их взаимное расположение позволяют отличать молекулы разных веществ друг от друга.

Что такое молекула в физике

В физике этим понятием оперируют при изучении свойств разных сред (газы, жидкости) и твердых тел.

cdb7ea6871f2edf29c36485d76114122

Также их свойствами объясняются явления диффузии, теплопроводности и вязкость веществ.

Что такое молекула в химии

Учение о молекулах для химической науки является одним из самых главных. Именно химические исследования дали важнейшие сведения о составе и свойствах этой мельчайшей единицы вещества.

fe8d151728314b21ac647c0ffe494fc3

При прохождении химического превращения молекулы обмениваются атомами, распадаются. Поэтому знания о строении и состоянии этих частиц лежат в основе изучения химии веществ и их превращений.

На основании знаний о проходящей химической реакции можно предсказать строение молекул веществ, в ней участвующих. Противоположное заключение тоже будет верным: на основании сведений о строении молекулы вещества реально предсказать его поведение во время химической реакции.

Строение молекулы

Понятие о строении включает геометрическую структуру и распределение электронной плотности.

В качестве примера рассмотрим строение наименьшей частицы воды.

3d2a6f6b2318946ac25acc661f98f7a3

Существует несколько способов взаимодействия атомов. Основным способом являются химические связи, благодаря им поддерживается стабильное существование молекул. Прочие (неосновные) взаимодействия происходят между теми атомами, которые не связаны непосредственно.

Виды химической связи:

Водородная — основана на способности атома водорода образовывать дополнительную связь при смещении от него электронной плотности.

2e4544895913980280ee5286a4d63d7b

Связи характеризуются следующими показателями:

длина – степень удаления друг от друга ядер атомов, образовавших связь;

энергия – сила, прилагаемая для разрушения связи;

полярность – смещение электронного облака к одному из атомов;

порядок или кратность – количество пар электронов, образовавших связь.

f7f961a09b57dfeaa38a82430f86a384

Строение молекул условно отражается структурными формулами. Основные взаимодействия атомов, при составлении таких формул, отображается черточками. В таких формулах связи образуют неразрывную цепь и иллюстрируют валентности образовавших их элементов (атомов).

Структурные формулы также отражают то, как выглядит молекула (линейная, циклическая, наличие радикалов и т. д.).

Масса (размер) молекулы

В зависимости о количества ядер атомов, входящих в их состав, можно выделить молекулы двухатомные, трехатомные и т. д.

f4743a18fec6cab70b296711abdf52fb

В том случае, если количество атомов велико, молекула носит название макромолекулы.

Путем сложения масс атомов, входящих в состав частицы, можно определить молекулярную массу. В зависимости от её величины, все вещества делят на высоко- и низкомолекулярные.

Свойства молекулы

04804761024c58681ddf47d82d7bc08e

Современная наука выделяет следующие свойства молекул:

Знания о свойствах и строении молекул являются основополагающими для развития теоретических и прикладных наук и играют важную роль в жизни человека.

Источник

Из чего состоит все вокруг или что такое молекула?

Каждый раз, когда два атома соединяются вместе, они образуют молекулу. На самом деле все, что нас окружает – да и мы сами – состоит из триллионов различных типов молекул. Понятие молекулы было принято в 1860 году на международном съезде химиков в Карлсруэ. Согласно принятому определению молекула – это наименьшая частица химического вещества, которая обладает всеми его химическими свойствами (растворимость, вкус, способность вступать в соединения и пр). Введение понятия молекулы подтолкнуло развитие физики, химии и других естественных наук. В более общем понимании молекулой называют частицу, образованную из двух или более атомов, соединенных между собой ковалентными связями.

water molecule

Молекула воды содержит 1 атом кислорода и 2 атома водорода

Атом – мельчайшая частица вещества, которая обладает всеми его физическими свойствами (цвет, твердость, плотность и пр.)

Когда атомы различных типов элементов соединяются вместе, они образуют молекулы, называемые соединениями. Так, вода состоит из сложных молекул, состоящих из 2 атомов водорода и 1 атома кислорода. Вот почему она называется H2O: у молекулы воды всегда будет в 2 раза больше атомов водорода, чем атомов кислорода. Существует чуть более 100 типов атомов, но типов различных веществ миллионы. Причина такого неравенства кроется в том, что они состоят из различных типов молекул.

Важно понимать, что молекулы состоят не только из различных типов атомов, но и из различных соотношений. Как и в приведенном выше примере с водой, молекула воды состоит из двух атома водорода и одного атома кислорода, что записывается как H2O. Другими примерами являются углекислый газ (C02), аммиак (NH3) и сахар или глюкоза (C6H12O6). Некоторые молекулярные формулы могут получиться довольно длинными и сложными. Давайте посмотрим на молекулу сахара:

Чтобы она получилась, нужны определенные атомы в определенном количестве. Но молекулы могут быть гораздо больше. Одна молекула витамина С состоит из 20 атомов (6 атомов углерода, 8 атомов водорода и 6 атомов кислорода – C6H8O6). Если взять эти 20 атомов витамина С и смешать, соединяя их вместе в другом порядке, то получится совершенно другая молекула, которая не только выглядит по-другому, но и действует иначе.

vitamin C moleculefault

Молекула витамина С выглядит так

Некоторые молекулы, особенно некоторые белки, содержат сотни или даже тысячи атомов, которые соединяются вместе в цепи, которые могут достигать значительной длины. Жидкости, содержащие такие молекулы, иногда ведут себя странно. Например, жидкость может продолжать вытекать из колбы, из которой была вылита некоторая ее часть, даже после того, как колба будет возвращена в вертикальное положение.

Факты о молекулах

Чтобы всегда быть в курсе последних научных открытий, подписывайтесь на наш новостной канал в Telegram

Химические связи

Молекулы и соединения удерживаются вместе силами, называемыми химическими связями. Существует четыре типа химических связей, которые удерживают большинство соединений вместе: ковалентные связи, ионные связи, водородные и металлические, однако в качестве основных выделяют ковалентные и ионные, так как они связаны с электронами. Как известно, электроны вращаются вокруг атомов в оболочках. Эти оболочки хотят быть «полными» электронов. Когда они не заполнены, то будут пытаться соединиться с другими атомами, чтобы получить нужное количество электронов и заполнить их оболочки.

Ковалентные связи делят электроны между атомами. Это происходит, когда получается, что атомы делятся своими электронами, чтобы заполнить свои внешние оболочки. В свою очередь ионные связи образуются, когда один электрон передается другому. Это происходит, когда один атом отдает электрон другому, чтобы сформировать баланс и, следовательно, молекулу или соединение.

Еще больше увлекательных статей о том, как ученые дробят реальность на атомы, читайте на нашем канале в Яндекс.Дзен. Там выходят статьи, которых нет на сайте!

molecules 1280

Знания о свойствах и строении молекул легли в основу современной науки и нашего понимания Вселенной

Немаловажным также является тот факт, что молекулы всегда находятся в движении. В твердых телах и жидкостях они находятся очень близко друг к другу, а их движение можно сравнить с быстрой вибрацией. В жидкостях молекулы могут свободно перемещаться между собой, как бы скользя. В газе плотность молекул обычно меньше, чем в жидкости или твердом теле того же химического соединения, а потому молекулы движутся даже более свободно, чем в жидкости. Для конкретного соединения в данном состоянии (твердом, жидком или газообразном) скорость молекулярного движения возрастает с увеличением абсолютной температуры.

Источник

Что такое молекула?

75785 3

Определение:

В космосе обнаружены как простые, так и сложные органические (углеродосодержащие) молекулы. Углерод образуется в ядрах красных гигантских звезд, где он циркулирует на поверхности и распределяется в пространстве.

75785

Впечатление художника о простых и сложных органических (углеродосодержащих) молекулах, обнаруженных в космосе.

Она может состоять из атомов одного химического элемента, как в случае с кислородом (O2), или из различных элементов, как в случае с водой (H2O). Как компоненты материи, молекулы распространены в органических веществах (и, следовательно, в биохимии) и являются тем, что позволяет создавать жизнетворные элементы, таким как жидкая вода и воздухопроницаемые атмосферы.

Типы связей:

Ионная связь, напротив, представляет собой тип химической связи, которая включает электростатическое притяжение между противоположно заряженными ионами. Ионы, участвующие в такой связи, — это атомы, которые потеряли один или несколько электронов (называемые катионами), и те, которые приобрели один или несколько электронов (называемые анионами). В отличие от ковалентности, этот перенос называется электровалантом.

75785 1

Схема молекулы воды, которая состоит из двух атомов водорода и одного атома кислорода.

История

Исторически молекулярная теория и атомная теория тесно переплетены. Первые упоминания о том, что материя состоит из “отдельных единиц”, появились в Древней Индии, где последователи джайнизма придерживались идеи, что все вещи состоят из мелких неделимых элементов, которые, соединяясь, образуют более сложные объекты.

В Древней Греции философы Левкипп и Демокрит ввели термин «атомос», имея в виду «мельчайшие неделимые части материи», от которых мы получаем современный термин «атом».

Затем в 1661 году натуралист Роберт Бойл в трактате по химии под названием «Скептический химик» утверждал, что материя состоит из различных комбинаций «корпускул» (устаревший термин для обозначения мельчайшей частицы материи), а не земли, воздуха, ветра, воды и огня. Однако эти наблюдения ограничивались областью философии.

Только в конце 18-го и начале 19-го веков Закон сохранения массы Антуана Лавуазье и Закон множественных пропорций Дальтона привели атомы и молекулы в область точной науки. Первые предположили, что элементы являются основными веществами, которые не могут быть подвергнуты дальнейшему разложению, в то время как последние предположили, что каждый элемент состоит из одного уникального типа атома и что они могут соединяться вместе, образуя химические соединения.

75785 2

Сканирующий туннельный микроскоп

Еще одна находка пришла в 1865 году, когда Иоганн Йозеф Лошмидт измерил размер молекул, составляющих воздух, что дало ощущение масштаба молекул. Изобретение сканирующего туннельного микроскопа (СТМ) в 1981 году позволило впервые непосредственно наблюдать атомы и молекулы.

Сегодня наше понятие молекул получает дальнейшее развитие благодаря постоянным исследованиям в области квантовой физики, органической химии и биохимии. А когда речь заходит о поисках жизни в других мирах, необходимо понимание того, что нужно органическим молекулам, чтобы выйти из комбинации химических строительных блоков.

Источник

Молекула

0145736917

0141636889

0140092522

0227527454

0260069717

Полезное

Смотреть что такое «Молекула» в других словарях:

молекула — ы, ж. molecule f. Мельчайшая частица вещества, обладающая всеми его химическим свойствами, способная существовать самостоятельно. БАС 1. Молекюль. Веселитский 26. Молекула и молекюль. Михельсон 1865. Молекюла. Так называется безконечная… … Исторический словарь галлицизмов русского языка

МОЛЕКУЛА — (новолат. molecule, уменьшит. от лат. moles масса), наименьшая ч ца в ва, обладающая его осн. хим. св вами и состоящая из атомов, соединённых между собой химическими связями. Число атомов в М. составляет от двух (Н2, О2, HF, KCl) до сотен и тысяч … Физическая энциклопедия

МОЛЕКУЛА — МОЛЕКУЛА, мельчайшая частица вещества (например, химического соединения), определяющая химические свойства этого вещества. Молекула может состоять из одного атома, но обычно состоит из двух или более атомов, удерживаемых вместе ХИМИЧЕСКИМИ… … Научно-технический энциклопедический словарь

МОЛЕКУЛА — (уменьшительная форма от лат. moles – масса) наименьшая частица химического соединения; состоит из системы атомов, с помощью химических средств может распадаться на отдельные атомы. Молекулы благородных газов, гелия и т. д. одноатомны; сложнейшие … Философская энциклопедия

молекула — эксимер, генонема, эписома, хромосома, микрочастица, макромолекула Словарь русских синонимов. молекула сущ., кол во синонимов: 10 • биомолекула (1) • … Словарь синонимов

МОЛЕКУЛА — МОЛЕКУЛА, наименьшая частица вещества, обладающая его основными химическими свойствами. Состоит из атомов, расположенных в пространстве в определенном порядке и соединенных химическими связями. Состав и расположение атомов отражены в химической… … Современная энциклопедия

МОЛЕКУЛА — (новолат. molecula уменьшит. от лат. moles масса), микрочастица, образованная из атомов и способная к самостоятельному существованию. Имеет постоянный состав входящих в нее атомных ядер и фиксированное Число электронов и обладает совокупностью… … Большой Энциклопедический словарь

МОЛЕКУЛА — МОЛЕКУЛА, молекулы, жен. (от лат. moles масса) (ест.). Мельчайшая частица вещества, способная существовать самостоятельно и обладающая всеми свойствами данного вещества. Молекулы состоят из атомов. Толковый словарь Ушакова. Д.Н. Ушаков. 1935 1940 … Толковый словарь Ушакова

МОЛЕКУЛА — МОЛЕКУЛА, ы, жен. Мельчайшая частица вещества, обладающая всеми его химическими свойствами. М. состоит из атомов. | прил. молекулярный, ая, ое. Молекулярная масса. Толковый словарь Ожегова. С.И. Ожегов, Н.Ю. Шведова. 1949 1992 … Толковый словарь Ожегова

Молекула — или частица система или группа атомов … Энциклопедия Брокгауза и Ефрона

МОЛЕКУЛА — [франц. molecule от лат. moles масса ] наименьшая частица данного вещества, обладающая его основными хим. свойствами, способная к самостоятельному существованию и состоящая из одинаковых или различных атомов, соединенных в одно целое хим. связями … Геологическая энциклопедия

Источник

Молекула – определение, виды и примеры

Определение молекулы

Молекула представляет собой два или более атомов, связанных вместе, чтобы сформировать единый химический объект. Каждый атом несет определенное количество электронов, которые вращаются вокруг ядра. Ядро состоит из протонов и нейтронов, разных чисел в разных элементах. Электроны, которые вращаются вокруг ядра, существуют в различных облаках или валентных оболочках. Эти оболочки предпочитают иметь определенное количество электронов, в зависимости от оболочки. Иногда один атом отдает электроны другому атому. Эти атомы одновременно изменяют электрический заряд и становятся ионами. Один будет положительным, а другой – отрицательным. Эти противоположные электрические эффекты притягивают друг друга и образуют ионные связи. Эти связи не образуют молекулы, и ионы могут быть легко разделены. Однако иногда атом делится электронами.

Примеры Молекулы

Молекулы на основе углерода

Углерод, вероятно, самый важный элемент для всех живых организмов. Углерод обладает уникальной способностью образовывать 4 ковалентные связи, которые могут привести к образованию длинных цепочек молекул. Все органические молекулы содержат углерод, и способность манипулировать углеродными связями была, вероятно, очень ранним развитием в эволюции жизни. Все типы молекул, описанные ниже, содержат углерод с большим разнообразием других атомов, ковалентно связанных с углеродом. Углерод, когда он образует двойные связи с другими атомами углерода, может вращаться вокруг связи. Это может создать молекулы, которые являются гибкими, и различаются по форме. Большое разнообразие молекул углерода различной формы в биологическом мире создает уникальные взаимодействия.

Аденозинтрифосфат (АТФ)

Молекула, которая почти каждый организм использует аденозинтрифосфат или АТФ. Аденозин – это молекула из нескольких углеродных колец, представленная правой стороной молекулы ниже. Левая сторона представляет собой цепь фосфатных групп, которые представляют собой атомы фосфора, ковалентно связанные с атомами кислорода. Когда связи между этими фосфатными группами разрываются, энергия высвобождается. Обычно АТФ функционирует как коэнзим, передавая энергию от связи ферменту, который может использовать энергию для ускорения химической реакции. Две молекулы присутствуют после разрыва, свободно плавающие фосфатная группа и аденозиндифосфат или ADP. Через процессы гликолиза (расщепление глюкозы) и дыхания (использование кислорода для дальнейшего расщепления глюкозы) вырабатывается АТФ, который затем может использоваться для получения энергии в других клеточных процессах.

adenosintriphosphat protoniert

Типы Биологических Молекул

Молекула может иметь совсем другие свойства, чем атомы, из которых она состоит. Например, сахар представляет собой комбинацию углерода, кислорода и водорода. Углерод, как вы видели в конце пожара, представляет собой серо-пыльное вещество. Кислород и водород – оба газа. Каким-то образом, в сочетании с ковалентными связями, углеродные нити с кислородом и водородом становятся сладким и богатым энергией питательным веществом, на которое многие животные полагаются для выживания. В биологии есть много молекул, которые производят животные, но они бывают только нескольких типов.

Белки

Одним из наиболее важных типов молекул, продуцируемых клетками, является белок. Молекула белка представляет собой полимер. Это означает, что он был образован из множества более мелких молекул, известных как мономеры. Эти молекулы называются аминокислоты, ДНК каждого организма кодирует определенные последовательности аминокислот. Подходящие аминокислоты связаны вместе, и сложные взаимодействия между аминокислотами заставляют их складываться. Эти складки приводят к более сложным структурам. Структура белка позволяет ему функционировать по-разному.

Клетки используют белковые молекулы в широком спектре задач. Их можно использовать в качестве ферментов для катализа специфических реакций. Они могут образовывать антитела как часть иммунной защиты организма. Некоторые белки просто хранят аминокислоты для последующего использования. Есть белки, встроенные в клетка мембраны, которые позволяют ионам и другим молекулам проходить через мембраны. На нервных клетках белки используются для получения сигналов, посылаемых другими нервами, таким образом, передавая сигнал. В мускул клетки, белки несут ответственность за сокращение мышц. Еще другие белки используются просто как структурная поддержка. Список функций, для которых клетки используют белковые молекулы, огромен.

Липиды

Другим важным классом молекулы является класс липидов. Липиды – это молекулы, которые плохо смешиваются с водой. гидрофобный, Часто связи в молекулах липида не создают зарядов, а являются неполярными. Эти неполярные молекулы не любят смешиваться с водой, очень полярная молекула, Липиды также являются полимерами и созданы из двух меньших молекул, глицерин и жирная кислота. Эти молекулы липидов накапливают много энергии и часто используются в жировых клетках для хранения энергии для организма. Иногда гидрофильный или любящий воду фосфат глава прикрепляется к молекулам липидов. Это создает фосфолипид, Многие фосфолипиды могут быть соединены для создания клеточных мембран. Иногда липиды могут стать стероидами или химическими веществами, которые заставляют клетки реагировать по-разному. Один из них, холестерин, может влиять на жесткость клеточных мембран, что, в свою очередь, может влиять на жесткость артерий и вен. Это одна из причин, почему врачи рекомендуют снизить уровень холестерина, чтобы ткани могли иметь правильную текстуру.

углеводы

В то время как белки и липиды обеспечивают структуру, поддержку и функции ферментов, углеводы в основном отвечают за энергию. Большинство животных перерабатывают какой-то сахар, чтобы их клетки функционировали. Растения часто хранят эти сахара в виде более сложных углеводов, таких как крахмалы. Отдельные сахара известны как моносахариды, в то время как несколько связанных сахаров называются полисахаридами. Растения иногда используют эти молекулы углеводов для других функций, таких как структура. Основным структурным углеводным растением является целлюлоза, которую они используют для создания клеточных стенок вокруг своих клеток. Оказывая давление на заполненный водой вакуоль внутри клетки молекулы целлюлозы сдвигаются и становятся жесткими.

Как молекула энергии, растения создают глюкозу через фотосинтез, Используя энергию света, растения могут накапливать энергию в связях глюкозы. Хотя глюкоза является легкой молекулой для получения энергии, ее не удобно хранить. Вместо этого растения объединяют молекулы глюкозы вместе, образуя более крупные полисахариды, которые можно складывать и хранить в специализированных клетках для дальнейшего использования. Животные хорошо знают об этом факте, и травоядные могут выживать только на глюкозе и других углеводах, присутствующих в растение матер. Фактически, даже люди могут процветать на травоядной диете, потому что у растений есть все углеводы и белок, в которых человек нуждается.

Нуклеиновые кислоты

Самая важная молекула жизни, ДНК, состоит из переплетенных нитей нуклеиновых кислот. Нуклеиновые кислоты – это молекулы, которые сами по себе ничего не значат, но при соединении в серию содержат информацию. Информация, которую они несут, может быть «прочитана» определенными белками, которые работают вместе, чтобы преобразовать кодоны ДНК в цепочки аминокислот, которые превращаются в функциональные белки. Этот процесс создания белков из информации, содержащейся в молекулах, известен как биосинтез и является основой всей жизни. Организмы могут копировать свои информационные молекулы и передавать их генетика на их потомстве. Начало жизни, вероятно, началось только с одной или двух из этих самовоспроизводящихся молекул, и за миллиарды лет расширилось (и сократилось) в разнообразие, которое мы видим сегодня.

викторина

1. Что из следующего НЕ является молекулой?A. H2OB. Cl-C. O2

Ответ на вопрос № 1

В верно. Cl– является примером иона или заряженного атома. Поскольку есть только один атом, это не молекула. O2 состоит из 2 атомов кислорода, соединенных вместе, образуя молекулу кислорода.

2. Поваренная соль состоит из двух ионов Na + и Cl–, которые существуют в матрице. Ионы не связываются вместе, но притягиваются друг к другу и образуют поваренную соль или NaCl. Является ли NaCl молекулой?A. даB. нетC. Только когда в матрице

Ответ на вопрос № 2

В верно. Только ковалентно связанные атомы могут образовывать молекулы. Даже в матрице ионных связей, которая существует в соли, между ионами существует только слабая связь, и они легко могут быть растворены растворитель,

3. Полимеры – это мономеры, связанные вместе. Мономеры являются примером чего?A. МолекулыB. атомыC. Ядра

Ответ на вопрос № 3

верно. И мономеры, и полимеры считаются молекулами, потому что они состоят из атомов, связанных вместе. Полимеры обычно считаются макромолекулами, потому что они очень большие.

Источник

Оцените статью
Добавить комментарий

Adblock
detector