ขนาดของโมเลกุลคืออะไร? ขนาดของโมเลกุลคืออะไร?

เมื่ออะตอมสองตัวขึ้นไปเข้าสู่พันธะเคมีกับแต่ละอื่น ๆ โมเลกุลจะปรากฏขึ้น ไม่ว่าอะตอมเหล่านี้จะเหมือนกันหรือแตกต่างกันทั้งในรูปแบบและขนาด เราจะรู้ได้ว่าขนาดของโมเลกุลคืออะไรและขึ้นอยู่กับอะไร

โมเลกุลคืออะไร?

นับพันปีนักวิทยาศาสตร์ได้คาดการณ์เกี่ยวกับความลึกลับของชีวิตว่าจะเกิดอะไรขึ้นเมื่อมันเกิด ตามวัฒนธรรมที่เก่าแก่ที่สุดชีวิตและทุกสิ่งทุกอย่างในโลกนี้ประกอบด้วยองค์ประกอบพื้นฐานของธรรมชาติ ได้แก่ ดินอากาศลมน้ำและไฟ อย่างไรก็ตามเมื่อเวลาผ่านไปนักปรัชญาหลายคนเริ่มคิดว่าทุกสิ่งทุกอย่างประกอบด้วยสิ่งเล็ก ๆ ที่ไม่สามารถแบ่งแยกและทำลายได้

อย่างไรก็ตามหลังจากการปรากฏตัวของทฤษฎีอะตอมและเคมีสมัยใหม่เท่านั้นนักวิทยาศาสตร์ก็เริ่มตั้งสมมติฐานว่าอนุภาคที่นำมารวมกันก่อให้เกิดโครงสร้างพื้นฐานของทุกสิ่ง ดังนั้นจึงมีคำว่าในบริบทของทฤษฎีอนุภาคสมัยใหม่หมายถึงหน่วยที่เล็กที่สุดของมวล

โมเลกุลเป็นอนุภาคที่เล็กที่สุดของสารที่ช่วยรักษาสมบัติทางเคมีและทางกายภาพของมัน ประกอบด้วยอะตอมสองตัวหรือมากกว่ารวมถึงกลุ่มของอะตอมที่เหมือนกันหรือต่างกันที่จับตัวกันโดยแรงเคมี

ขนาดของโมเลกุลคืออะไร? ในชั้นประถมศึกษาปีที่ 5 ประวัติศาสตร์ธรรมชาติ (เรื่องของโรงเรียน) จะให้ความรู้ทั่วไปเกี่ยวกับขนาดและรูปแบบเท่านั้นและคำถามนี้ได้ศึกษาในรายละเอียดเพิ่มเติมในชั้นเรียนระดับสูงในวิชาเคมี

ตัวอย่างของโมเลกุล

โมเลกุลสามารถทำได้ง่ายหรือซับซ้อน นี่คือตัวอย่างบางส่วน:

• H ₂ O (น้ำ);
• N ₂ (ไนโตรเจน);
• O ₃ (โอโซน);
• CaO (แคลเซียมออกไซด์);
• C ₆ H ₁₂ O ₆ (กลูโคส)

โมเลกุลประกอบด้วยองค์ประกอบสองอย่างหรือมากกว่าเรียกว่าสารประกอบ ดังนั้นน้ำแคลเซียมออกไซด์และกลูโคสเป็นสารประกอบ สารประกอบทั้งหมดไม่ใช่โมเลกุล แต่โมเลกุลทั้งหมดเป็นสารประกอบ พวกเขาใหญ่ได้ขนาดไหน? ขนาดของโมเลกุลคืออะไร? ที่รู้จักกันดีคือความจริงที่ว่าเกือบทุกอย่างรอบตัวเราประกอบด้วยอะตอม (ยกเว้นแสงและเสียง) น้ำหนักรวมของพวกเขาและจะเป็นมวลของโมเลกุล

น้ำหนักโมเลกุล

พูดถึงขนาดของโมเลกุลนักวิทยาศาสตร์ส่วนใหญ่จะถูกขับไล่ตามน้ำหนักโมเลกุล นี่คือน้ำหนักรวมของอะตอมทั้งหมดที่เข้าสู่:

• น้ำประกอบด้วยอะตอมไฮโดรเจน 2 อะตอม (มีหน่วยมวลอะตอมหนึ่งหน่วย) และอะตอมออกซิเจน 1 ตัว (มวลโมเลกุล 16 หน่วย) มีน้ำหนักโมเลกุลเท่ากับ 18 (มากกว่า 18,01528)
• กลูโคสมีน้ำหนักโมเลกุลเท่ากับ 180
• DNA ซึ่งยาวมากสามารถมีมวลโมเลกุลประมาณ 1010 (น้ำหนักโดยประมาณของโครโมโซมของมนุษย์คนหนึ่ง)

การวัดด้วย nanometers

นอกจากมวลเรายังสามารถวัดขนาดของโมเลกุลที่อยู่ในรูปนาโนเมตร หน่วยของน้ำประมาณ 0.27 นิวตันเมตรข้าม ดีเอ็นเอมีขนาดเส้นผ่านศูนย์กลาง 2 นิวตันเมตรและสามารถยืดออกไปได้หลายเมตร มันยากที่จะจินตนาการว่าขนาดดังกล่าวสามารถใส่ในเซลล์เดียวได้อย่างไร อัตราส่วนของความยาวและความหนาของดีเอ็นเอเป็นที่น่าแปลกใจ มันเป็น 1/100 000 000 มันเหมือนกับผมมนุษย์ที่มีความยาวในสนามฟุตบอล

แบบฟอร์มและขนาด

ขนาดของโมเลกุลคืออะไร? พวกเขามีรูปร่างและขนาดต่างกัน น้ำและก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์เป็นหนึ่งในที่เล็กที่สุดและโปรตีนอยู่ในกลุ่มที่ใหญ่ที่สุด โมเลกุลเป็นองค์ประกอบที่ประกอบด้วยอะตอมที่สัมพันธ์กัน การทำความเข้าใจลักษณะของโมเลกุลเป็นส่วนหนึ่งของเคมี นอกเหนือจากพฤติกรรมทางเคมีแปลก ๆ ที่ไม่อาจเข้าใจได้แล้วลักษณะสำคัญของโมเลกุลหนึ่งคือขนาดของมัน

ความรู้เกี่ยวกับขนาดของโมเลกุลจะเป็นประโยชน์ได้อย่างไร? คำตอบสำหรับคำถามนี้และคำถามอื่น ๆ มากมายช่วยในด้านนาโนเทคโนโลยีเนื่องจากแนวคิดเรื่อง nanorobots และวัสดุอัจฉริยะจำเป็นต้องเกี่ยวข้องกับผลกระทบของขนาดและรูปร่างของโมเลกุล

ขนาดของโมเลกุลคืออะไร?

ในชั้นประถมศึกษาปีที่ 5 วิทยาศาสตร์ธรรมชาติในหัวข้อนี้จะให้ข้อมูลโดยทั่วไปว่าโมเลกุลทั้งหมดประกอบด้วยอะตอมที่มีการเคลื่อนที่แบบสุ่มตลอดเวลา ในชั้นบนหนึ่งแล้วสามารถดูสูตรโครงสร้างในตำราเคมีที่คล้ายคลึงกับรูปแบบของโมเลกุลที่เกิดขึ้นจริง อย่างไรก็ตามไม่สามารถวัดความยาวของพวกเขาด้วยไม้บรรทัดแบบธรรมดาและเพื่อที่จะทำเช่นนี้คุณจำเป็นต้องรู้ว่าโมเลกุลเป็นวัตถุสามมิติ ภาพของพวกเขาบนกระดาษเป็นภาพบนเครื่องบินสองมิติ ความยาวของโมเลกุลเปลี่ยนแปลงไปด้วยความช่วยเหลือของการเชื่อมโยงของความยาวของมุม มีอยู่สามประการหลัก:

• มุมของจัตุรมุขคือ 109 °เมื่อพันธะทั้งหมดของอะตอมนี้กับอะตอมอื่น ๆ ทั้งหมดเป็นเส้นเดียว (มีเพียงเส้นเดียว)
• มุมของรูปสี่เหลี่ยมคือ 120 °เมื่ออะตอมหนึ่งมีพันธะคู่กับอะตอมอื่น
• มุมของเส้นคือ 180 องศาเมื่ออะตอมมีพันธะคู่สองตัวหรือพันธะสามตัวกับอะตอมอื่น

มุมที่แท้จริงมักแตกต่างจากมุมเหล่านี้เนื่องจากจำเป็นต้องคำนึงถึงผลกระทบต่างๆรวมทั้งปฏิกิริยาไฟฟ้าสถิต

วิธีคิดขนาดของโมเลกุล: ตัวอย่าง

ขนาดของโมเลกุลคืออะไร? ในชั้นประถมศึกษาปีที่ 5 คำตอบของคำถามนี้ตามที่เราได้กล่าวไปแล้วมีลักษณะโดยทั่วไป เด็กนักเรียนทราบว่าขนาดของสารประกอบที่มีชื่อมีขนาดเล็กมาก ตัวอย่างเช่นถ้าคุณเปลี่ยนโมเลกุลของทรายในเม็ดทรายเดียวเป็นเม็ดทรายทั้งหมดแล้วภายใต้มวลที่เกิดคุณสามารถซ่อนบ้านในห้าชั้น ขนาดของโมเลกุลคืออะไร? คำตอบสั้น ๆ ซึ่งเป็นวิทยาศาสตร์ยังมีรูปแบบดังนี้

น้ำหนักโมเลกุลเท่ากับอัตราส่วนของมวลสารกับจำนวนโมเลกุลในสารหรืออัตราส่วนมวลโมเลกุลต่อค่าคงที่ของ Avogadro หน่วยวัดคือกิโลกรัม น้ำหนักโมเลกุลเฉลี่ยคือ 10 ^-23 -10 ^-26 กก. ใช้ตัวอย่างเช่นน้ำ น้ำหนักโมเลกุลของมันจะอยู่ที่ 3 × 10 ^-26 กก.

ขนาดของโมเลกุลจะมีผลต่อแรงดึงดูดอย่างไร?

ความรับผิดชอบสำหรับแรงดึงดูดระหว่างโมเลกุลคือแรงแม่เหล็กไฟฟ้าซึ่งแสดงออกผ่านการดึงดูดความขัดแย้งและการขับไล่ค่าใช้จ่ายที่คล้ายคลึงกัน แรงไฟฟ้าสถิตที่เกิดขึ้นระหว่างค่าใช้จ่ายที่ไม่เห็นด้วยมีอิทธิพลต่อการปฏิสัมพันธ์ระหว่างอะตอมและระหว่างโมเลกุล แรงโน้มถ่วงมีขนาดเล็กมากในกรณีนี้ที่จะสามารถละเลยได้

ในกรณีนี้ขนาดของโมเลกุลมีผลต่อแรงที่ดึงดูดผ่านเมฆอิเล็กทรอนิกส์ของการบิดเบือนแบบสุ่มที่เกิดขึ้นเมื่ออิเล็กตรอนของโมเลกุลถูกกระจายไป ในกรณีของอนุภาคที่ไม่ใช่โพลาร์ที่แสดงปฏิกิริยาระหว่าง van der Waals กับแรงหรือการกระจายตัวที่อ่อนแอขนาดของโมเลกุลมีผลโดยตรงต่อขนาดของอิเล็กตรอนรอบ ๆ โมเลกุลนี้ ยิ่งมีขนาดใหญ่เท่าใดยิ่งช่องว่างที่ล้อมรอบมีมากเท่านั้น

เมฆอิเล็กตรอนที่มีขนาดใหญ่หมายความว่าการโต้ตอบทางอิเล็กทรอนิกส์อาจเกิดขึ้นระหว่างโมเลกุลใกล้เคียงกัน เป็นผลให้หนึ่งในโมเลกุลพัฒนาค่าใช้จ่ายชั่วคราวบางส่วนบวกและอื่น ๆ - ลบหนึ่ง เมื่อเกิดเหตุการณ์นี้โมเลกุลสามารถทำให้เกิดรังสีคอสมิกของเมฆอิเล็กตรอนจากเมฆใกล้เคียงได้ การดึงดูดเกิดขึ้นเนื่องจากด้านบวกบางส่วนของโมเลกุลหนึ่งถูกดึงดูดไปยังด้านลบบางส่วนของอีกส่วนหนึ่ง

ข้อสรุป

ดังนั้นขนาดของโมเลกุลคือเท่าไร? ในประวัติศาสตร์ธรรมชาติตามที่เราพบเราสามารถหาแนวคิดที่เป็นรูปเป็นร่างของมวลและขนาดของอนุภาคขนาดเล็กเหล่านี้ได้ แต่เรารู้ว่ามีการเชื่อมต่อที่ง่ายและซับซ้อน และประการที่สองคุณสามารถใส่สิ่งนั้นเป็นโมเลกุลขนาดใหญ่ นี่เป็นยูนิตที่มีขนาดใหญ่มากตัวอย่างเช่นโปรตีนซึ่งโดยปกติจะสร้างขึ้นโดยการโพลีเมอร์ของอนุภาคขนาดเล็ก (โมโนเมอร์) มักประกอบด้วยอะตอมหลายพันหรือมากกว่า

แบคทีเรียที่พบมากที่สุดในชีวเคมีคือ biopolymers (กรดนิวคลีอิกโปรตีนคาร์โบไฮเดรตและโพลีฟีนอล) และโมเลกุลที่ไม่ใช่โพลีเมอร์ขนาดใหญ่ (เช่น lipids) macromolecules สังเคราะห์รวมถึงพลาสติกทั่วไปและเส้นใยสังเคราะห์เช่นเดียวกับวัสดุที่ใช้ในการทดลองเช่น nanotubes คาร์บอน