Sino ang nakatuklas ng molekula? Mass at laki ng mga molekula. Nakakatuwang malaman iyon

Ang mga molekula na may multiplicity maliban sa pagkakaisa (iyon ay, may mga hindi magkapares na electron at unsaturated valences) ay mga radical.

Ang mga molekula na medyo mataas ang molekular na timbang, na binubuo ng paulit-ulit na mga fragment na mababa ang molekular, ay tinatawag na macromolecules.

Mula sa punto ng view ng quantum mechanics, ang isang molekula ay isang sistema hindi ng mga atomo, ngunit ng mga electron at atomic nuclei na nakikipag-ugnayan sa isa't isa.

Tinutukoy ng mga istrukturang katangian ng mga molekula ang mga pisikal na katangian ng isang sangkap na binubuo ng mga molekulang ito.

Ang mga sangkap na nagpapanatili ng molecular structure sa solid state ay kinabibilangan ng, halimbawa, tubig, carbon monoxide (IV), at maraming organikong substance. Ang mga ito ay nailalarawan sa pamamagitan ng mababang mga punto ng pagkatunaw at kumukulo. Karamihan sa mga solid (kristal) na inorganic na sangkap ay hindi binubuo ng mga molecule, ngunit ng iba pang mga particle (ions, atoms) at umiiral sa anyo ng mga macrobodies (sodium chloride crystal, isang piraso ng tanso, atbp.).

Ang komposisyon ng mga molekula ng mga kumplikadong sangkap ay ipinahayag gamit ang mga formula ng kemikal.

Encyclopedic YouTube

1 / 5

✪ Molekul. Atom. sangkap

✪ Video na aralin "Paliwanag ng mga electrical phenomena"

✪ Atomic na istraktura. Ipinaliwanag ang Electrical Phenomena | Physics ika-8 baitang #10 | Impormasyon sa aralin

✪ Aralin 151. Average na kinetic energy ng mga molekula ng polyatomic gas

✪ Ano ang atom?

Mga subtitle

Kwento

Sa internasyonal na kongreso ng mga chemist sa Karlsruhe noong 1860, pinagtibay ang mga kahulugan ng mga konsepto ng molekula at atom. Ang isang molekula ay tinukoy bilang ang pinakamaliit na butil ng isang kemikal na sangkap na mayroong lahat ng mga katangiang kemikal nito.

Klasikong teorya ng istrukturang kemikal

Sa klasikal na teorya ng istrukturang kemikal, ang isang molekula ay itinuturing na pinakamaliit na stable na particle ng isang sangkap na mayroong lahat ng mga katangian ng kemikal nito.

Ang molekula ng isang naibigay na sangkap ay may pare-parehong komposisyon, iyon ay, ang parehong bilang ng mga atom na pinagsama ng mga bono ng kemikal, habang ang kemikal na indibidwalidad ng molekula ay tiyak na tinutukoy ng set at pagsasaayos ng mga bono ng kemikal, iyon ay, ang mga pakikipag-ugnayan ng valence sa pagitan ng mga mga atom na kasama sa komposisyon nito, na tinitiyak ang katatagan nito at mga pangunahing katangian sa isang medyo malawak na hanay ng mga panlabas na kondisyon. Ang mga non-valent na pakikipag-ugnayan (halimbawa, mga hydrogen bond), na kadalasang maaaring makabuluhang makaimpluwensya sa mga katangian ng mga molekula at ang sangkap na nabuo nito, ay hindi isinasaalang-alang bilang isang pamantayan para sa indibidwalidad ng isang molekula.

Ang sentral na posisyon ng klasikal na teorya ay ang pagkakaloob ng isang kemikal na bono, habang ang pagkakaroon ng hindi lamang dalawang-sentro na mga bono na pinagsasama ang mga pares ng mga atom ay pinapayagan, kundi pati na rin ang pagkakaroon ng mga multicenter (karaniwang tatlong-gitna, minsan apat na sentro) na mga bono na may "tulay" na mga atomo - tulad ng, halimbawa, tulay ang mga atomo ng hydrogen sa mga boran, ang likas na katangian ng kemikal na bono ay hindi isinasaalang-alang sa klasikal na teorya - mga integral na katangian lamang tulad ng mga anggulo ng bono, dihedral na mga anggulo (anggulo sa pagitan ng mga eroplano na nabuo ng mga triplet ng nuclei), ang mga haba ng bono at ang kanilang mga enerhiya ay isinasaalang-alang.

Kaya, ang isang molekula sa klasikal na teorya ay kinakatawan bilang isang dinamikong sistema kung saan ang mga atomo ay itinuturing na mga materyal na punto at kung saan ang mga atomo at mga kaugnay na grupo ng mga atomo ay maaaring magsagawa ng mekanikal na pag-ikot at panginginig ng boses na mga paggalaw na may kaugnayan sa ilang equilibrium nuclear configuration na naaayon sa pinakamababang enerhiya ng molekula at itinuturing bilang isang sistema ng mga harmonic oscillator.

Ang isang molekula ay binubuo ng mga atom, o mas tiyak, ng atomic nuclei, na napapalibutan ng isang tiyak na bilang ng mga panloob na electron at panlabas na valence electron na bumubuo ng mga kemikal na bono. Ang mga panloob na electron ng mga atom ay karaniwang hindi nakikilahok sa pagbuo ng mga bono ng kemikal. Ang komposisyon at istraktura ng mga molekula ng isang sangkap ay hindi nakasalalay sa paraan ng paghahanda nito.

Ang mga atom ay nagsasama-sama sa isang molekula sa karamihan ng mga kaso sa pamamagitan ng mga kemikal na bono. Karaniwan, ang gayong bono ay nabuo ng isa, dalawa o tatlong pares ng mga electron na pinagsaluhan ng dalawang atomo, na bumubuo ng isang karaniwang ulap ng elektron, na ang hugis ay inilalarawan ng uri ng hybridization. Ang isang molekula ay maaaring magkaroon ng positibo at negatibong sisingilin na mga atomo (ion).

Ang komposisyon ng isang molekula ay dinadala ng mga pormula ng kemikal. Ang empirical formula ay itinatag batay sa atomic ratio ng mga elemento ng isang sangkap at ang molekular na timbang nito.

Ang geometric na istraktura ng isang molekula ay tinutukoy ng equilibrium arrangement ng atomic nuclei. Ang enerhiya ng pakikipag-ugnayan sa pagitan ng mga atomo ay nakasalalay sa distansya sa pagitan ng nuclei. Sa napakalaking distansya ang enerhiya na ito ay zero. Kung ang isang kemikal na bono ay nabuo kapag ang mga atomo ay lumalapit sa isa't isa, kung gayon ang mga atomo ay malakas na naaakit sa isa't isa (ang mahinang pagkahumaling ay sinusunod kahit na walang pagbuo ng isang kemikal na bono na may karagdagang diskarte, ang mga electrostatic repulsive na pwersa ng atomic nuclei ay nagsisimulang kumilos); Ang isang balakid sa malapit na paglapit ng mga atomo ay ang imposibilidad ng pagsasama-sama ng kanilang panloob na mga shell ng elektron.

Ang bawat atom sa isang tiyak na estado ng valence sa isang molekula ay maaaring italaga ng isang tiyak na atomic o covalent radius (sa kaso ng isang ionic bond, ang ionic radius), na nagpapakilala sa laki ng electron shell ng atom (ion) na bumubuo ng isang kemikal bono sa molekula. Ang laki ng electron shell ng isang molekula ay isang karaniwang halaga. May posibilidad (kahit napakaliit) na mahanap ang mga electron ng isang molekula sa mas malaking distansya mula sa atomic nucleus nito. Ang mga praktikal na sukat ng isang molekula ay natutukoy sa pamamagitan ng distansya ng ekwilibriyo kung saan maaari silang pagsama-samahin kapag ang mga molekula ay siksik na nakaimpake sa isang molekular na kristal at sa isang likido. Sa malalaking distansya, ang mga molekula ay umaakit sa isa't isa sa mas maikling distansya, sila ay nagtataboy sa isa't isa. Ang mga sukat ng isang molekula ay matatagpuan gamit ang X-ray diffraction analysis ng mga molekular na kristal. Ang pagkakasunud-sunod ng magnitude ng mga sukat na ito ay maaaring matukoy mula sa mga coefficient ng pagsasabog, thermal conductivity at lagkit ng mga gas at mula sa density ng sangkap sa condensed state. Ang distansya kung saan ang valence-unbonded atoms ng pareho o iba't ibang mga molekula ay maaaring lumapit sa isa't isa ay maaaring makilala ng mga average na halaga ng tinatawag na van der Waals radii (Ǻ).

Ang van der Waals radius ay makabuluhang lumampas sa covalent radius. Alam ang mga halaga ng van der Waals, covalent at ionic radii, posible na bumuo ng mga visual na modelo ng mga molekula na magpapakita ng hugis at sukat ng kanilang mga electronic shell.

Ang mga covalent chemical bond sa isang molekula ay matatagpuan sa ilang mga anggulo, na nakasalalay sa estado ng hybridization ng atomic orbitals. Kaya, ang mga molekula ng saturated organic compound ay nailalarawan sa pamamagitan ng isang tetrahedral (tetrahedral) na pag-aayos ng mga bono na nabuo ng isang carbon atom, para sa mga molekula na may double bond (C = C) - isang patag na pag-aayos ng mga carbon atoms, para sa mga molekula ng mga compound na may triple. bono (C º C) - isang linear na pagsasaayos ng mga bono . Kaya, ang isang polyatomic molecule ay may isang tiyak na pagsasaayos sa espasyo, iyon ay, isang tiyak na geometry ng pag-aayos ng mga bono, na hindi mababago nang hindi sinira ang mga ito. Ang isang molekula ay nailalarawan sa pamamagitan ng isa o ibang simetrya ng pag-aayos ng mga atomo. Kung ang isang molekula ay walang eroplano at sentro ng simetrya, maaari itong umiral sa dalawang pagsasaayos na mga salamin na larawan ng bawat isa (mirror antipodes, o stereoisomer). Ang lahat ng pinakamahalagang biological functional substance sa buhay na kalikasan ay umiiral sa anyo ng isang partikular na stereoisomer.

Teorya ng quantochemical ng istrukturang kemikal

Sa quantum chemical theory ng chemical structure, ang mga pangunahing parameter na tumutukoy sa individuality ng isang molecule ay ang electronic at spatial (stereochemical) na mga configuration nito. Sa kasong ito, ang pagsasaayos na may pinakamababang enerhiya, iyon ay, ang estado ng enerhiya sa lupa, ay kinuha bilang elektronikong pagsasaayos na tumutukoy sa mga katangian ng molekula.

Representasyon ng molekular na istraktura

Ang mga molekula ay binubuo ng mga electron at atomic nuclei, ang lokasyon ng huli sa molekula ay dinadala ng structural formula (ang tinatawag na gross formula ay ginagamit upang ihatid ang komposisyon). Ang mga molekula ng mga protina at ilang artipisyal na synthesize na compound ay maaaring maglaman ng daan-daang libong mga atomo. Ang mga polymer macromolecules ay isinasaalang-alang nang hiwalay.

Ang mga molekula ay ang object ng pag-aaral ng teorya ng istraktura ng mga molekula, quantum chemistry, ang apparatus na aktibong gumagamit ng mga nakamit ng quantum physics, kabilang ang mga relativistic na seksyon nito. Kasalukuyang umuunlad din ang isang lugar ng kimika bilang disenyo ng molekular. Upang matukoy ang istraktura ng mga molekula ng isang partikular na sangkap, ang modernong agham ay may napakalaking hanay ng mga tool: electron spectroscopy, vibrational spectroscopy, nuclear magnetic resonance at electron paramagnetic resonance at marami pang iba, ngunit ang tanging direktang pamamaraan sa kasalukuyan ay mga pamamaraan ng diffraction, tulad ng bilang X-ray diffraction at neutron diffraction.

Pakikipag-ugnayan ng mga atomo sa panahon ng pagbuo ng isang molekula

Ang likas na katangian ng mga bono ng kemikal sa isang molekula ay nanatiling isang misteryo hanggang sa paglikha ng quantum mechanics - hindi maipaliwanag ng klasikal na pisika ang saturation at direksyon ng mga valence bond. Ang mga pundasyon ng teorya ng mga bono ng kemikal ay inilatag noong 1927 nina Heitler at London gamit ang halimbawa ng pinakasimpleng molekula na H2. Nang maglaon, ang teorya at mga pamamaraan ng pagkalkula ay makabuluhang napabuti.

Ang mga kemikal na bono sa mga molekula ng karamihan sa mga organikong compound ay covalent. Sa mga inorganic na compound, mayroong mga ionic at donor-acceptor bond, na natanto bilang resulta ng pagbabahagi ng isang pares ng mga electron ng isang atom. Ang enerhiya ng pagbuo ng isang molekula mula sa mga atomo sa maraming serye ng mga katulad na compound ay humigit-kumulang additive. Iyon ay, maaari nating ipagpalagay na ang enerhiya ng isang molekula ay ang kabuuan ng mga enerhiya ng mga bono nito, na may pare-parehong mga halaga sa naturang serye.

Ang additivity ng molecular energy ay hindi palaging nasisiyahan. Ang isang halimbawa ng isang paglabag sa additivity ay ang mga flat molecule ng mga organic compound na may tinatawag na conjugated bond, iyon ay, na may maramihang mga bond na kahalili ng mga single. Ang malakas na delokalisasi ng mga p-estado ng mga electron ay humahantong sa pagpapapanatag ng molekula. Ang pagkakapantay-pantay ng densidad ng elektron dahil sa kolektibisasyon ng mga p-estado ng mga electron sa mga bono ay ipinahayag sa pagpapaikli ng dobleng mga bono at ang pagpapahaba ng mga solong bono. Sa isang regular na hexagon ng benzene intercarbon bond, lahat ng mga bono ay magkapareho at may haba na intermediate sa pagitan ng mga haba ng single at double bond. Ang conjugation ng mga bono ay malinaw na ipinakita sa molecular spectra. Ang modernong quantum mechanical theory ng mga kemikal na bono ay isinasaalang-alang ang delokalisasi hindi lamang ng p-, kundi pati na rin ang s-estado ng mga electron, na sinusunod sa anumang mga molekula.

Sa karamihan ng mga kaso, ang kabuuang pag-ikot ng mga valence electron sa isang molekula ay zero. Ang mga molekula na naglalaman ng hindi magkapares na mga electron - ang mga libreng radikal (halimbawa, atomic hydrogen H, methyl CH 3) ay karaniwang hindi matatag, dahil kapag nakikipag-ugnayan sila sa isa't isa, ang isang makabuluhang pagbaba sa enerhiya ay nangyayari dahil sa pagbuo ng mga covalent bond.

Intermolecular na pakikipag-ugnayan

Spectra at istraktura ng mga molekula

Ang elektrikal, optical, magnetic at iba pang mga katangian ng mga molekula ay nauugnay sa mga pag-andar ng alon at enerhiya ng iba't ibang estado ng mga molekula. Ang molekular spectra ay nagbibigay ng impormasyon tungkol sa mga estado ng mga molekula at ang posibilidad ng paglipat sa pagitan ng mga ito.

Ang mga dalas ng panginginig ng boses sa spectra ay tinutukoy ng masa ng mga atomo, ang kanilang lokasyon at ang dynamics ng interatomic na pakikipag-ugnayan. Ang mga frequency sa spectra ay nakasalalay sa mga sandali ng pagkawalang-galaw ng mga molekula, ang pagpapasiya kung saan mula sa spectroscopic data ay nagpapahintulot sa isa na makakuha ng tumpak na mga halaga ng interatomic na distansya sa molekula. Ang kabuuang bilang ng mga linya at banda sa vibrational spectrum ng isang molekula ay nakasalalay sa simetrya nito.

Ang mga elektronikong paglipat sa mga molekula ay nagpapakilala sa istraktura ng kanilang mga elektronikong shell at ang estado ng mga bono ng kemikal. Ang spectra ng mga molekula na may mas malaking bilang ng mga bono ay nailalarawan sa pamamagitan ng mga long-wave absorption band na bumabagsak sa nakikitang rehiyon. Ang mga sangkap na binuo mula sa naturang mga molekula ay nailalarawan sa pamamagitan ng kulay; Kasama sa mga sangkap na ito ang lahat ng mga organikong tina.

Molecules sa kimika, pisika at biology

Ang konsepto ng isang molekula ay pangunahing sa kimika, at ang agham ay may utang sa karamihan ng impormasyon tungkol sa istraktura at paggana ng mga molekula sa kemikal na pananaliksik. Tinutukoy ng kimika ang istraktura ng mga molekula batay sa mga reaksiyong kemikal at, sa kabaligtaran, batay sa istruktura ng molekula, tinutukoy kung ano ang magiging kurso ng mga reaksyon.

Tinutukoy ng istruktura at katangian ng isang molekula ang mga pisikal na phenomena na pinag-aaralan ng molecular physics. Sa pisika, ang konsepto ng isang molekula ay ginagamit upang ipaliwanag ang mga katangian ng mga gas, likido at solido. Tinutukoy ng mobility ng mga molecule ang kakayahan ng isang substance na mag-diffuse, ang lagkit nito, thermal conductivity, atbp. Ang unang direktang eksperimentong ebidensya ng pagkakaroon ng mga molecule ay nakuha ng French physicist na si Jean Perrin noong 1906 habang pinag-aaralan ang Brownian motion.

Dahil ang lahat ng nabubuhay na organismo ay umiiral sa batayan ng pinong balanseng kemikal at di-kemikal na pakikipag-ugnayan sa pagitan ng mga molekula, ang pag-aaral ng istraktura at mga katangian ng mga molekula ay may pangunahing kahalagahan para sa biology at natural na agham sa pangkalahatan.

Ang pag-unlad ng biology, chemistry at molecular physics ay humantong sa paglitaw ng molecular biology, na nag-aaral ng mga pangunahing phenomena ng buhay batay sa istraktura at mga katangian ng biologically functional molecules.

Maaaring naglalaman ng positibo at negatibong sisingilin, ibig sabihin; sa kasong ito ay ipinatupad. Bilang karagdagan sa mga ipinahiwatig, mayroon ding mga mahihinang pakikipag-ugnayan sa pagitan. Kumikilos ang mga puwersang salungat sa pagitan ng mga valence-unbonded bond.

Ang pag-unlad ng doktrina ng istraktura ay hindi mapaghihiwalay na nauugnay sa tagumpay, una sa lahat. Ang teorya ng istraktura, na nilikha noong 60s. ika-19 na siglo ang mga gawa ni A. M. Butlerov, F. A. Kekule, A. S. Cooper at iba pa, ay naging posible na kumatawan o sa pamamagitan ng mga pormula ng istruktura na nagpapahayag ng pagkakasunud-sunod ng valence in. Sa parehong empirical formula, maaaring magkaroon ng iba't ibang mga istraktura na may iba't ibang mga katangian (phenomenon). Ito ay, halimbawa, C 5 H 5 OH at (CH 3) 2 O. Ang mga compound na ito ay naiiba:

Sa ilang mga kaso, ang mga isomeric ay mabilis na nagbabago sa isa't isa at isang dynamic na relasyon ay itinatag sa pagitan nila (tingnan). Kasunod nito, si J. H. Van't Hoff at nang nakapag-iisa ang French chemist na si A. J. Le Bel ay naunawaan ang spatial arrangement sa at sa isang paliwanag ng phenomenon. Pinalawak ni A. Werner (1893) ang pangkalahatang ideya ng teorya ng istruktura sa mga hindi organiko. Sa simula ng ika-20 siglo. nagkaroon ng detalyadong teorya batay sa pag-aaral lamang ng kanilang mga katangiang kemikal. Kapansin-pansin na ang mga direktang pisikal na pamamaraan ng pananaliksik, na binuo mamaya, sa karamihan ng mga kaso ay ganap na nakumpirma ang mga itinatag sa pamamagitan ng pag-aaral ng mga macroscopic na dami, at hindi ang mga indibidwal.

Equilibrium internuclear distances r 0 at energies D (sa 25° C) ng ilang diatomic

	r 0, Ǻ		r 0 , Ǻ






				C-Br…………….
Cº C……………………		C-ako………………
C-H……………..		C-S……………..
C-O……………..		O-H…………….
C=O……………………		N-H……………..
C-N……………..		S-H……………..







			Sa karamihan ng mga kaso, ang kabuuang valence in ay katumbas ng zero, ibig sabihin, sila ay pairwise saturated. , na naglalaman ng hindi magkapares - (halimbawa, atomic H · · , methyl CH · · 3) ay karaniwang hindi matatag, dahil kapag pinagsama sila sa isa't isa, ang isang makabuluhang pagbaba sa enerhiya ay nangyayari dahil sa pagbuo ng mga valence bond. Ang pinaka-epektibong paraan para sa pag-aaral ng istraktura ay (). Mga katangian ng elektrikal at optical. Ang pag-uugali sa isang electric field ay tinutukoy ng mga pangunahing katangian ng elektrikal - pare-pareho at . nangangahulugan ng pagkakaiba sa pagitan ng mga sentro ng grabidad ng mga positibo at negatibong singil, ibig sabihin, electrical asymmetry. Alinsunod dito, ang mga may sentro, halimbawa H 2, ay pinagkaitan ng isang pare-pareho; sa kabaligtaran, sa HCl sila ay inilipat patungo sa Cl at katumbas ng 1.03 D (1.03 × 10 -18 CGS na mga yunit). nailalarawan sa pamamagitan ng kakayahan ng anumang shell ng elektron na lumipat sa ilalim ng impluwensya ng isang electric field, bilang isang resulta kung saan ang isang sapilitan ay nilikha. Ang mga halaga ng at ay matatagpuan sa eksperimento gamit ang dielectric na mga pare-parehong sukat. Sa kaso ng additivity ng mga katangian, maaari itong kinakatawan ng kabuuan ng mga koneksyon (isinasaalang-alang ang kanilang direksyon), ang parehong naaangkop sa. Ang mga elemento na may o kakaibang numero ay may nuclear spin paramagnetism. Ang nasabing nuclei ay nailalarawan

Ang isang sangkap ay maaaring nasa tatlong estado ng pagsasama-sama: solid, likido at gas. Ang molecular physics ay isang sangay ng physics na nag-aaral ng mga pisikal na katangian ng mga katawan sa iba't ibang estado ng pagsasama-sama batay sa kanilang molekular na istraktura.

Thermal na paggalaw- random (magulong) paggalaw ng mga atom o molekula ng isang sangkap.

MGA PUNDAMENTAL NG MOLECULAR KINETIK THEORY

Ang Molecular Kinetic Theory ay isang teorya na nagpapaliwanag ng thermal phenomena sa mga macroscopic na katawan at ang mga katangian ng mga katawan na ito batay sa kanilang molecular structure.

Mga pangunahing prinsipyo ng molecular kinetic theory:

ang bagay ay binubuo ng mga particle - mga molekula at atomo, na pinaghihiwalay ng mga puwang,
ang mga particle na ito ay gumagalaw nang magulo,
ang mga particle ay nakikipag-ugnayan sa isa't isa.

MASS AT LAKI NG MOLECULES

Ang mga masa ng mga molekula at atom ay napakaliit. Halimbawa, ang masa ng isang molekula ng hydrogen ay humigit-kumulang 3.34 * 10 -27 kg, oxygen - 5.32 * 10 -26 kg. Mass ng isang carbon atom m 0C =1.995*10 -26 kg

Relative molecular (o atomic) mass ng isang substance Mr ay ang ratio ng masa ng isang molekula (o atom) ng isang ibinigay na sangkap sa 1/12 ng masa ng isang carbon atom: (atomic mass unit).

Ang halaga ng isang sangkap ay ang ratio ng bilang ng mga molekula N sa isang naibigay na katawan sa bilang ng mga atom sa 0.012 kg ng carbon N A:

Nunal- ang dami ng isang substance na naglalaman ng kasing dami ng mga molecule na mayroong mga atom sa 0.012 kg ng carbon.

Ang bilang ng mga molekula o atomo sa 1 mole ng isang sangkap ay tinatawag Ang pare-pareho ni Avogadro:

Molar mass- mass ng 1 mole ng substance:

Ang molar at relative molecular mass ng isang substance ay nauugnay sa relasyon: M = M r * 10 -3 kg/mol.

BILIS NG MOLEKULONG

Sa kabila ng random na kalikasan ng paggalaw ng mga molekula, ang kanilang pamamahagi ng mga bilis ay may katangian ng isang tiyak na pattern, na tinatawag na pamamahagi ni Maxwell.

Ang graph na nagpapakilala sa distribusyon na ito ay tinatawag na Maxwell distribution curve. Ipinapakita nito na sa isang sistema ng mga molekula sa isang naibigay na temperatura mayroong napakabilis at napakabagal, ngunit karamihan sa mga molekula ay gumagalaw sa isang tiyak na bilis, na tinatawag na pinaka-malamang. Habang tumataas ang temperatura, malamang na tumaas ang rate na ito.

IDEAL GAS SA MOLECULAR KINETIC THEORY

Tamang gas ay isang pinasimple na modelo ng gas kung saan:

ang mga molekula ng gas ay itinuturing na mga materyal na punto,
ang mga molekula ay hindi nakikipag-ugnayan sa isa't isa
ang mga molekula na bumabangga sa mga hadlang ay nakakaranas ng nababanat na pakikipag-ugnayan.

Sa madaling salita, ang paggalaw ng mga indibidwal na molekula ng isang perpektong gas ay sumusunod sa mga batas ng mekanika. Ang mga tunay na gas ay kumikilos tulad ng mga perpektong gas sa sapat na mataas na rarefaction, kapag ang mga distansya sa pagitan ng mga molekula ay maraming beses na mas malaki kaysa sa kanilang mga sukat.

Ang pangunahing equation ng molecular kinetic theory ay maaaring isulat bilang

Bilis tinatawag na mean square speed.

TEMPERATURA

Anumang macroscopic body o grupo ng macroscopic body ay tinatawag sistemang thermodynamic.

Thermal o thermodynamic equilibrium- isang estado ng isang thermodynamic system kung saan ang lahat ng mga macroscopic na parameter nito ay nananatiling hindi nagbabago: dami, presyon ay hindi nagbabago, hindi nangyayari ang pagpapalitan ng init, walang mga paglipat mula sa isang estado ng pagsasama-sama sa isa pa, atbp. Sa ilalim ng patuloy na panlabas na mga kondisyon, ang anumang thermodynamic system ay kusang napupunta sa isang estado ng thermal equilibrium.

Temperatura- isang pisikal na dami na nagpapakilala sa estado ng thermal equilibrium ng isang sistema ng mga katawan: lahat ng katawan ng system na nasa thermal equilibrium sa bawat isa ay may parehong temperatura.

Ganap na zero na temperatura- ang limitasyon ng temperatura kung saan ang presyon ng isang perpektong gas sa pare-pareho ang dami ay dapat na katumbas ng zero o ang dami ng isang perpektong gas sa pare-pareho ang presyon ay dapat na katumbas ng zero.

Thermometer- isang aparato para sa pagsukat ng temperatura. Karaniwan, ang mga thermometer ay naka-calibrate sa sukat ng Celsius: ang temperatura ng pagkikristal ng tubig (pagtunaw ng yelo) ay tumutugma sa 0°C, ang punto ng kumukulo nito - 100°C.

Ipinakilala ni Kelvin ang absolute temperature scale, ayon sa kung saan ang zero temperature ay tumutugma sa absolute zero, ang unit ng temperatura sa Kelvin scale ay katumbas ng degree Celsius: [T] = 1 K(Kelvin).

Relasyon sa pagitan ng temperatura sa mga yunit ng enerhiya at temperatura sa Kelvin:

saan k= 1.38*10 -23 J/K - Boltzmann's constant.

Relasyon sa pagitan ng absolute scale at Celsius scale:

T = t + 273

saan t- temperatura sa degrees Celsius.

Ang average na kinetic energy ng magulong paggalaw ng mga molekula ng gas ay proporsyonal sa ganap na temperatura:

Ang ibig sabihin ng parisukat na bilis ng mga molekula

Isinasaalang-alang ang pagkakapantay-pantay (1), ang pangunahing equation ng molecular kinetic theory ay maaaring isulat tulad ng sumusunod:

EQUATION NG ESTADO NG ISANG IDEAL GAS

Hayaang sakupin ng isang gas na may mass m ang isang volume V sa isang temperatura T at presyon R, A M- molar mass ng gas. Sa pamamagitan ng kahulugan, ang konsentrasyon ng mga molekula ng gas ay: n = N/V, Saan N-bilang ng mga molekula.

Ipalit natin ang expression na ito sa pangunahing equation ng molecular kinetic theory:

Sukat R ay tinatawag na unibersal na gas constant, at ang equation na nakasulat sa anyo

tinatawag na ideal gas equation of state o ang Mendeleev-Clapeyron equation. Normal na kondisyon - ang presyon ng gas ay katumbas ng atmospheric ( R= 101.325 kPa) sa temperatura ng pagkatunaw ng yelo ( T = 273,15SA).

1. Isothermal na proseso

Ang proseso ng pagbabago ng estado ng isang thermodynamic system sa isang pare-pareho ang temperatura ay tinatawag isothermal.

Kung T =const, kung gayon

Batas ng Boyle-Marriott

Para sa isang naibigay na masa ng gas, ang produkto ng presyon ng gas at ang dami nito ay pare-pareho kung ang temperatura ng gas ay hindi nagbabago: p 1 V 1 =p 2 V 2 sa T = const

Ang isang graph ng isang proseso na nagaganap sa isang pare-parehong temperatura ay tinatawag na isang isotherm.

2. Isobaric na proseso

Ang proseso ng pagbabago ng estado ng isang thermodynamic system sa pare-pareho ang presyon ay tinatawag isobaric.

Batas ni Gay-Lussac

Ang dami ng isang naibigay na masa ng gas sa pare-pareho ang presyon ay direktang proporsyonal sa ganap na temperatura:

Kung ang isang gas, na may dami ng V 0, ay nasa ilalim ng normal na mga kondisyon: at pagkatapos, sa pare-parehong presyon, napupunta sa isang estado na may temperatura T at dami ng V, pagkatapos ay maaari naming isulat

Ang pagkakaroon ng itinalaga

nakukuha namin V=V 0 T

Ang koepisyent ay tinatawag na koepisyent ng temperatura ng volumetric expansion ng mga gas. Ang graph ng isang proseso na nagaganap sa pare-pareho ang presyon ay tinatawag isobar.

3.Isochoric na proseso

Ang proseso ng pagbabago ng estado ng isang thermodynamic system sa isang pare-pareho ang dami ay tinatawag na isochoric. Kung V = const, Iyon

Batas ni Charles

Ang presyon ng isang naibigay na masa ng gas sa pare-pareho ang dami ay direktang proporsyonal sa ganap na temperatura:

Kung ang isang gas, na may volume na V 0, ay nasa ilalim ng normal na mga kondisyon:

at pagkatapos, pinapanatili ang lakas ng tunog, napupunta sa isang estado na may temperatura T at presyon R, pagkatapos ay maaari tayong magsulat

Ang graph ng isang proseso na nagaganap sa pare-pareho ang dami ay tinatawag isochore.

Halimbawa. Ano ang presyon ng naka-compress na hangin sa isang 20 litro na silindro sa 12°C kung ang masa ng hangin na ito ay 2 kg?

Mula sa equation ng estado ng isang ideal na gas

Tukuyin natin ang halaga ng presyon.

Ang molekula (Pranses na molekula, mula sa Latin na moles - masa) ay ang pinakamaliit na particle ng isang sangkap na may kakayahang mag-independiyenteng pag-iral, na nagtataglay ng mga kemikal na katangian nito.

Ang pag-aaral ng istraktura at mga katangian ng mga molekula ay nakakuha ng pambihirang interes para sa pag-unawa sa submicroscopic na istraktura ng mga cell at tisyu, pati na rin ang mekanismo ng mga biological na proseso sa antas ng molekular. Ang mahusay na pag-unlad sa pag-aaral ng istraktura ng mga molekula at, lalo na, ang mga molekula ng biopolymer tulad ng mga protina at nucleic acid ay nagpakita na ang pinakamahalagang pag-andar ng mga sangkap na ito sa mga organismo ay isinasagawa sa antas ng mga indibidwal na molekula at samakatuwid ay dapat na pinag-aralan bilang molecular phenomena. Naitatag, halimbawa, na ang mga pag-andar ng mga protina tulad ng enzymatic, structural, contractile, immune, transport (reversible binding at transfer of vital substances) ay nangyayari sa molekular na antas at direktang tinutukoy ng istraktura at mga katangian ng mga molekula ng mga sangkap na ito. Ang pagmamana at pagkakaiba-iba ng mga organismo ay nauugnay sa espesyal na istraktura at mga katangian ng mga molekula ng nucleic acid, na naglalaman ng lahat ng genetic na impormasyon na kinakailangan para sa synthesis ng mga protina sa katawan. Ang mga maliliit na paglihis sa istraktura o komposisyon ng mga molekula ng isang bilang ng mga biologically mahalagang sangkap o mga pagbabago sa molekular na mekanismo ng ilang mga metabolic na proseso ay ang sanhi ng isang bilang ng mga sakit (halimbawa, sickle cell anemia, hereditary galactosemia, diabetes mellitus, atbp. .), na tinatawag na mga molecular disease.

Ang molekula ng bawat sangkap ay binubuo ng isang tiyak na bilang ng mga atomo (tingnan) ng isang kemikal na elemento (simpleng sangkap) o iba't ibang elemento (komplikadong sangkap), na pinagsama sa pamamagitan ng kemikal (valence) na mga bono. Ang komposisyon ng isang molekula ay ipinahayag ng isang kemikal na formula kung saan ang mga palatandaan ng mga elemento ay nagpapahiwatig ng uri ng mga atomo na bumubuo sa molekula, at ang mga numero sa kanang ibaba ay nagpapahiwatig kung gaano karaming mga atomo ng bawat elemento ang kasama sa molekula. Kaya, mula sa kemikal na formula ng glucose C 6 H 12 O 6 sumusunod na ang isang molekula ng glucose ay binubuo ng 6 na carbon atoms, 12 hydrogen atoms at 6 oxygen atoms. Ang mga molekula ng inert gas at singaw ng ilang mga metal ay monatomic. Ito ang mga pinakasimpleng molekula. Ang pinaka-kumplikadong molekula ay mga protina (tingnan), mga nucleic acid (tingnan) at iba pang mga biopolymer, na binubuo ng libu-libong mga atomo.

Upang mahanap ang chemical formula ng isang molekula, kinakailangan upang matukoy ang tinatayang molekular na timbang (cm) ng sangkap na pinag-aaralan at ang pinakasimpleng (empirical) na formula ng molekula nito. Ang huli ay nagmula sa porsyento ng komposisyon ng isang naibigay na sangkap at ang mga atomic na timbang (tingnan) ng mga elemento ng kemikal na bumubuo sa sangkap na ito. Halimbawa, itinatag ng pagsusuri ng kemikal na ang benzene ay binubuo ng 92.26% carbon at 7.74% hydrogen. Ito ay sumusunod na ang ratio ng bilang ng mga carbon atom sa bilang ng mga hydrogen atoms sa isang benzene molecule ay katumbas ng:

kung saan ang 12.011 at 1.008 ay ang mga atomic na timbang ng carbon at hydrogen, ayon sa pagkakabanggit. Samakatuwid, ang pinakasimpleng formula para sa benzene ay dapat na CH. Sa pamamagitan ng paghahambing ng pinakasimpleng formula ng benzene sa tinatayang molekular na timbang nito (78.1), na natagpuan sa eksperimentong paraan, ang aktwal, o totoo nito, ang formula C 6 H 6 ay natutukoy.

Ang mga sukat ng mga molekula ay ipinahayag sa A. Halimbawa, ang diameter ng isang molekula ng tubig, sa pag-aakalang mayroon itong spherical na hugis, ay 3.8 A. Ang mga molekula ng mga high-molecular na sangkap ay mas malaki, halimbawa, ang mga linear na sukat ng malaking at maliliit na palakol ng mga molekulang fibrinogen ng bovine na hugis baras ay 700 at 40 A, at para sa mosaic virus ng tabako - 2800 at 152 A, ayon sa pagkakabanggit. Ang sukat ng relatibong masa ng isang molekula ay molekular na timbang (cm), ang halaga nito ay mula sa ilang mga yunit hanggang milyon-milyong.

Ang pagkakasunud-sunod kung saan ang mga atomo ay konektado sa isang molekula (ang kemikal na istraktura ng mga molekula ayon kay A.M. Butlerov) ay inilalarawan ng mga tinatawag na structural formula. Halimbawa, ang kemikal na istraktura ng acetic acid C 2 H 4 O 2 ay kinakatawan ng sumusunod na formula ng istruktura:

kung saan ang bawat linya ay nagpapahiwatig ng isang yunit ng valency (cm), ang bilang ng mga linya na papalapit sa isang atom ay katumbas ng valence nito sa isang ibinigay na tambalan.

Ang kemikal na istraktura ng isang molekula, na natagpuan batay sa pagpapasiya ng timbang ng molekular, komposisyon ng kemikal at ang pag-aaral ng mga kemikal na katangian ng sangkap na pinag-aaralan at sa wakas ay nakumpirma ng synthesis nito mula sa mga sangkap na kilala ang istraktura ng kemikal, ay isang mahalagang kadahilanan. pagtukoy sa mga katangian ng sangkap, lalo na sa pharmacological action nito, toxicity at biological function . Ang pagkakaiba sa mga katangian ng mga isomer (tingnan ang Isomer) ay isang halimbawa ng pag-asa ng mga katangian ng mga sangkap sa istrukturang kemikal ng kanilang mga molekula. Ang atomic na komposisyon ng mga molekula ng isomer ay pareho, halimbawa, ang dimethyl ether at ethyl alcohol, bilang mga isomer, ay may parehong mga kemikal na formula C 2 H 6 O, ngunit ang kanilang mga pormula sa istruktura ay naiiba:

na nagpapaliwanag ng kanilang iba't ibang katangian.

Ang kakayahan ng isang atom na bumuo ng isang tiyak na bilang ng mga bono ng kemikal sa iba pang mga atomo sa mga molekula ay tinatawag na valence ng isang ibinigay na atom. Kapag nabuo ang isang kemikal (valence) na bono, ang isang muling pagsasaayos ng mga panlabas (valence) na mga electron ng mga nakikipag-ugnay na mga atom ay nangyayari, bilang isang resulta kung saan ang mga panlabas na electron shell ng mga atomo sa molekula ay nakakakuha ng isang matatag na istraktura na katangian ng mga atom ng mga inert na gas. (tingnan) at karaniwang binubuo ng walong electron (electronic octet). Depende sa paraan ng muling pagsasaayos ng mga valence electron, maraming mga pangunahing uri ng mga bono ng kemikal ay nakikilala.

Nagaganap ang mga ionic (electrovalent) na bono sa pagitan ng mga atomo ng mga elemento na malaki ang pagkakaiba sa mga katangian ng kemikal, halimbawa, sa pagitan ng mga atomo ng metal na alkali at mga atomo ng halogen. Sa kasong ito, ang metal na atom ay nagbibigay ng isang elektron sa halogen atom (Larawan 1).

kanin. 1. Pagbubuo ng isang molekula ng sodium chloride.

Ang isang atom na nag-donate ng isang elektron ay nagiging isang positibong sisingilin na ion. Ang isang atom na tumatanggap ng isang elektron ay nagiging isang negatibong sisingilin na ion. Ang magkasalungat na mga ion na nagmumula sa ganitong paraan ay umaakit sa isa't isa, na bumubuo ng isang molekula. Ang mga molekula at compound na may mga ionic na bono (halimbawa, mga asin at oksido ng mga metal ng una at pangalawang pangkat ng periodic table ng mga elemento) ay tinatawag na heteropolar. Ang isang ionic na bono ay nailalarawan sa pamamagitan ng mataas na lakas (enerhiya ng bono), ibig sabihin, ang gawaing kinakailangan upang masira ang isang molekula sa mga indibidwal na ion.

Ang isang covalent (atomic) na bono ay nangyayari kapag ang mga atomo na may magkapareho o magkatulad na mga katangian ay nakikipag-ugnayan. Sa kasong ito, ang bawat isa sa mga nag-uugnay na atom ay nagbibigay ng isa o ilang mga valence electron upang bumuo ng isang pares (o ilang mga pares ng mga electron), na nagiging karaniwan sa parehong mga atom. Ang isang pangkalahatang pares ng mga electron, na bumabalot sa nuclei ng pagkonekta ng mga atomo sa kanilang paggalaw, ay humahawak sa kanila sa isa't isa. Ang mga molekula na may mga covalent bond ay kinabibilangan ng mga molekula ng mga simpleng gas, oxide at hydrogen compound, non-metal at maraming organikong compound:

Ang mga tuldok ay nagpapahiwatig ng mga electron na matatagpuan sa mga panlabas na shell ng elektron ng mga atomo, at ang mga kemikal na simbolo ay nagpapahiwatig ng nuclei ng mga atomo kasama ang lahat ng mga shell ng elektron maliban sa mga panlabas. Ang pares ng electron bonding atoms ay tumutugma sa valence feature sa mga karaniwang structural formula.

Ang mga molekula kung saan ang mga de-koryenteng sentro ng gravity ng mga negatibong (mga electron) at positibo (atomic nuclei) na mga singil ay nagtutugma ay tinatawag na homeopolar. Kabilang dito, halimbawa, ang mga molekula ng mga simpleng gas at hydrocarbon. Kung ang mga de-koryenteng sentro ng grabidad ng mga negatibo at positibong singil sa mga molekula ay hindi nag-tutugma, ang mga molekula ay tinatawag na polar (halimbawa, mga molekula ng tubig, ammonia, hydrogen halides, alkohol, ketone, aldehydes, eter). Ang isang polar molecule ay kumikilos tulad ng isang dipole, iyon ay, isang sistema ng dalawang electric charges na e+ at e-, pantay sa magnitude ngunit kabaligtaran ng sign, na matatagpuan sa layo na h mula sa isa't isa (Fig. 2).

kanin. 2. Dipole diagram.

Ang produktong e·h=μ ay tinatawag na dipole moment ng molekula. Ang huli ay isang sukatan ng polarity ng molekula. Ang mga sangkap na binubuo ng mga molekulang polar ay may mas mataas na mga punto ng kumukulo, mga tiyak na init, init ng singaw, at pag-igting sa ibabaw kaysa sa mga sangkap na binubuo ng mga molekulang homeopolar. Ang pakikipag-ugnayan sa pagitan ng mga molekulang polar ay isa sa mga dahilan para sa pagsasamahan ng mga molekula sa mga likido, at ang pakikipag-ugnayan ng mga molekulang polar na solvent na may mga molekulang polar o mga solute na ion ay ang paglutas ng huli. Ang rate ng diffusion ng mga polar molecule sa pamamagitan ng cell membrane ay mas mababa kaysa sa para sa homeopolar molecules.

Ang koordinasyon (semipolar, donor-acceptor) na bono ay isang uri ng covalent bond na nangyayari sa pagitan ng mga atomo na bahagi ng iba't ibang molekula, ang isa ay may nag-iisang pares ng mga electron, at ang isa ay kulang ng dalawang electron upang bumuo ng isang matatag na panlabas na shell ng elektron. . Ang ganitong uri ng koneksyon ay tipikal para sa mga kumplikadong compound. Halimbawa, ang kumbinasyon ng isang molekula ng ammonia NH 3 na may isang molekula ng boron fluoride BF3 sa isang kumplikadong molekula ng boron fluoride ammonia ay isinasagawa ng isang nag-iisang pares ng nitrogen electron.

Ang nitrogen atom ay nagsisilbing donor, ang boron atom bilang isang electron pair acceptor.

Ang isang hydrogen bond ay nangyayari sa pagitan ng isang hydrogen atom na covalently bonded sa isang F, O, o N atom at F, O, o N atoms na matatagpuan sa iba pang mga molekula. Ang lakas ng hydrogen bond ay mababa (5-10 kcal/mol), ngunit sapat para sa pagbuo ng mga asosasyon ng molekular sa mga likido at solusyon. Sa tubig, halimbawa, ang mga naturang asosasyon ay may sumusunod na istraktura (ang mga hydrogen bond ay ipinahiwatig ng mga tuldok na linya):

Ang mga bono ng hydrogen ay nangyayari hindi lamang sa pagitan ng mga molekula, kundi pati na rin sa pagitan ng mga atomo sa loob ng parehong molekula; Ang mga ito ay tinatawag na intramolecular hydrogen bonds (hydrogen bridges). Ang isang halimbawa ng naturang bono ay ang hydrogen bond sa pagitan ng hydrogen atom at ng oxygen atom sa o-methyl salicylate molecule:

Dahil sa pagkakaroon ng bono na ito, ang mga katangian ng o-methyl salicylate ay naiiba nang husto mula sa mga katangian ng m- at n-isomer. Ang pagkakaroon ng mga tulay ng hydrogen sa mga molekula ng mga nucleic acid, protina at iba pang polimer ay higit na tumutukoy sa lability ng mga molekulang ito. Ang mga hydrogen bond ay may mahalagang papel sa submicroscopic na istraktura ng protoplasm.

Sa tulong ng X-ray, electron, at neutron diffraction, molecular spectroscopy at nuclear magnetic resonance, posible na maitatag ang spatial na pag-aayos ng mga indibidwal na atom sa isang molekula, iyon ay, ang geometric na pagsasaayos ng mga molekula ng isang bilang ng mga sangkap. , kabilang ang mga molecule ng biologically important substances.

Ang kahulugan ng spatial na pagsasaayos ng mga molekula ay binubuo ng kahulugan ng tinatawag na balangkas ng isang molekula, ibig sabihin, ang spatial na pag-aayos ng nuclei ng mga atomo na bumubuo nito, at ang pamamahagi ng mga electron sa loob ng isang partikular na molekula.

Ang core ng molekula ay matatagpuan batay sa data sa haba ng bono at mga anggulo ng bono na tinutukoy gamit ang mga pamamaraan sa itaas. Ang haba ng bono ay ang distansya sa pagitan ng mga sentro ng dalawang atomo sa isang molekula na konektado sa isa't isa ng isang covalent bond. Ang mas maliit na anggulo na nabuo ng mga tuwid na linya na nag-uugnay sa mga sentro ng dalawang atomo A 1 at A 2 sa gitna ng ikatlong atom A 3 sa isang partikular na molekula ay tinatawag na anggulo ng bono. Ang core ng molekula ay hindi ganap na matibay. Halimbawa, sa mga molekula ng mga organikong compound, ang mga carbon atom ay maaaring paikutin sa paligid ng mga solong (simple) na mga bono, habang ang relatibong posisyon ng nuclei ay nagbabago, ngunit ang pagkakasunud-sunod ng mga koneksyon ng mga atomo sa molekula, ang haba ng mga bono at mga anggulo ng bono ay nananatiling pare-pareho. . Ang iba't ibang anyo ng mga molekula na nagreresulta mula sa pag-ikot ng isang carbon atom sa paligid ng isang bono ay tinatawag na mga conformation. Ang iba't ibang mga conformation ng parehong molekula ay madali at nababaligtad na nagbabago sa isa't isa, na nagpapaliwanag ng kawalan ng rotational isomers at ang paglipat ng mga molekula sa anyo na pinakaangkop para sa paglitaw ng isang partikular na reaksyon.

Ang pamamahagi ng mga electron sa mga molekula ay matatagpuan pangunahin gamit ang mga teoretikal na kalkulasyon, na batay sa dalawang pangunahing prinsipyo ng quantum chemistry. Ang una sa kanila ay nagsasaad na ang mga electron sa mga atomo at molekula ay maaari lamang matatagpuan sa discrete at ganap na tinukoy na mga antas ng enerhiya. Ayon sa pangalawang prinsipyo, ang mga electron sa mga atomo at molekula ay hindi maaaring ituring bilang mga particle ng punto, ang posisyon at bilis ng kung saan sa isang molekula (o atom) ay maaaring tumpak na matukoy para sa bawat sandali ng oras. Sa katotohanan, gaya ng itinuturo ng quantum mechanics, maaari mo lamang matukoy ang posibilidad na ang isang elektron ay nasa ilang mga rehiyon ng espasyo sa isang naibigay na sandali sa oras. Samakatuwid, maiisip ng isang tao na ang singil ng isang elektron ay, parang, "kumakalat" sa isang tiyak na rehiyon ng espasyo sa anyo ng isang ulap ng elektron, ang pamamahagi nito sa espasyo ay tinutukoy ng kaukulang pag-andar ng matematika (tinatawag na ang wave function ng electron o ang molecular orbital nito (o atomic orbital, kung ang distribusyon nito ay tinutukoy sa isang atom) .

Ipinakita na hindi lahat ng mga electron sa isang molekula ay pantay na mahalaga para sa mga katangian ng kemikal nito. Halimbawa, sa isang molekula na may malaking bilang ng mga double bond, na kinabibilangan ng karamihan ng mga compound na gumaganap ng isang nangingibabaw na papel sa mahahalagang proseso, ang mga electron ay maaaring nahahati sa dalawang uri. Kasama sa unang uri ang mga σ-electron na kasangkot sa pagbuo ng mga solong bono, ang pangalawang uri ay kinabibilangan ng mga p-electron na kasangkot sa pagbuo ng mga dobleng bono. Ang dating ay bumubuo ng isang matibay na balangkas ng molekula at naisalokal sa mga pares sa pagitan ng mga kalapit na atomo. Ang huli ay bumubuo ng isang mas nagkakalat na ulap, na sumasakop sa buong paligid ng molekula. Sa gayong mga molekula, ang lahat ng kanilang mga pangunahing katangian ay dahil sa mga p-electron, na mas labile kumpara sa mga σ-electron at samakatuwid ay mas madaling lumahok sa iba't ibang uri ng mga proseso.

Araw-araw ay gumagamit kami ng ilang mga bagay: dinadala namin ang mga ito sa aming mga kamay, nagsasagawa ng anumang mga manipulasyon sa mga ito - ibalik ang mga ito, suriin ang mga ito, at sa huli ay sinira ang mga ito. Naisip mo na ba kung saan ginawa ang mga bagay na ito? "Anong maiisip natin dito? Gawa sa metal/kahoy/plastik/tela!" - marami sa atin ang sasagot sa pagkataranta. Ito ay bahagyang ang tamang sagot. Ano ang mga materyales na ito na gawa sa - metal, kahoy, plastik, tela at marami pang ibang sangkap? Ngayon ay tatalakayin natin ang isyung ito.

Molecule at atom: kahulugan

Para sa isang taong may kaalaman, ang sagot ay simple at karaniwan: mula sa mga atomo at molekula. Ngunit ang ilang mga tao ay nalilito at nagsimulang magtanong: "Ano ang isang atom at isang molekula?" atbp. Sagutin natin ang mga tanong na ito sa pagkakasunud-sunod. Buweno, una sa lahat, ano ang isang atom at isang molekula? Ipaalam sa amin kaagad na ang mga kahulugang ito ay hindi pareho. At higit pa riyan, ang mga ito ay ganap na magkakaibang mga termino. Kaya, ang isang atom ay ang pinakamaliit na bahagi ng isang elemento ng kemikal, na siyang nagdadala ng mga katangian nito, isang butil ng sangkap na kakaunti ang masa at sukat. Ang molekula ay isang electrically neutral na particle na nabuo ng ilang konektadong mga atomo.

Ano ang isang atom: istraktura

Ang isang atom ay binubuo ng isang electron shell at (larawan). Sa turn, ang core ay binubuo ng mga proton at neutron, at ang shell ay binubuo ng mga electron. Sa isang atom, ang mga proton ay positibong sisingilin, ang mga electron ay negatibong sisingilin, at ang mga neutron ay hindi sinisingil sa lahat. Kung ang bilang ng mga proton ay tumutugma, kung gayon ang atom ay neutral sa kuryente, i.e. Kung hinawakan natin ang isang sangkap na nabuo mula sa mga molekula na may gayong mga atomo, hindi natin mararamdaman ang kahit kaunting electrical impulse. At kahit na ang napakalakas na mga computer ay hindi mahuhuli dahil sa kawalan ng huli. Ngunit nangyayari na mayroong higit pang mga proton kaysa sa mga electron, at kabaliktaran. Kung gayon magiging mas tama na tawagan ang gayong mga atom na ion. Kung mayroong higit pang mga proton sa loob nito, kung gayon ito ay electrically positive, ngunit kung ang mga electron ay nangingibabaw, ito ay electrically negative. Ang bawat partikular na atom ay may mahigpit na bilang ng mga proton, neutron at mga electron. At maaari itong kalkulahin. Ang isang template para sa paglutas ng mga problema sa paghahanap ng bilang ng mga particle na ito ay ganito ang hitsura:

Chem. elemento - R (ipasok ang pangalan ng elemento)
Mga Proton (p) - ?
Mga electron (e) - ?
Mga Neutron (n) - ?
Solusyon:
p = serial number ng kemikal. elemento R sa periodic table na ipinangalan sa D.I. Mendeleev
e = p
n = A r (R) - Hindi. R

Ano ang isang molekula: istraktura

Ang isang molekula ay ang pinakamaliit na butil ng isang kemikal na sangkap, iyon ay, ito ay direktang kasama sa komposisyon nito. Ang isang molekula ng isang tiyak na sangkap ay binubuo ng ilang magkapareho o magkakaibang mga atomo. Ang mga tampok na istruktura ng mga molekula ay nakasalalay sa mga pisikal na katangian ng sangkap kung saan sila naroroon. Ang mga molekula ay binubuo ng mga electron at atoms. Ang lokasyon ng huli ay matatagpuan gamit ang structural formula. nagbibigay-daan sa iyo upang matukoy ang pag-unlad ng isang kemikal na reaksyon. Karaniwang neutral ang mga ito (walang singil sa kuryente) at walang mga hindi magkapares na electron (lahat ng mga valence ay puspos). Gayunpaman, maaari rin silang singilin, kung saan ang kanilang tamang pangalan ay mga ions. Ang mga molekula ay maaari ding magkaroon ng hindi magkapares na mga electron at unsaturated valencies - sa kasong ito sila ay tinatawag na mga radical.

Konklusyon

Ngayon alam mo na kung ano ang isang atom at ang lahat ng mga sangkap, nang walang pagbubukod, ay binubuo ng mga molekula, at ang huli, sa turn, ay binuo ng mga atomo. Tinutukoy ng mga pisikal na katangian ng isang sangkap ang pag-aayos at koneksyon ng mga atomo at molekula sa loob nito.