分子![]() 基本简介 分子是能单独存在、并保持纯物质的化学性质的最小粒子。分子是一个电中性,由多个原子组成的粒子,而原子之间是因共价键而键结[1][2]。抽象地,一个单一原子也可当作是一分子(单原子分子),但在实际使用时,“分子”指的通常是多个原子的化学化合物。由分子组成的物质叫分子化合物。 分子的概念最早是由意大利的阿莫迪欧·阿伏伽德罗提出,他于1811年发表了分子学说 ,认为:“原子是参加化学反应的最小质点,分子则是在游离状态下单质或化合物能够独立存在的最小质点。分子是由原子构成的,单质分子由相同元素的原子构成,化合物分子由不同元素的原子构成。化学变化的实质就是不同物质的分子中各种原子进行重新结合。” 一个分子是由多个原子在共价键中通过共用电子连接一起而形成。它可以由相同化学元素的原子构成,如氧气 O2;也可以是不同的元素,如水分子 H2O。抽象地,一个单一原子也可当作是一分子(单原子分子),但在实际使用时,“分子”指的通常是多个原子的化学化合物。 在热力学中,构成物质的分子(如水)、原子(如金)、离子(如氯化钠)在热力学上的表现性质都是一样的,因此,都统称为分子。 分子是构成物质的微小单元,它是能够独立存在并保持物质原有的一切化学性质的较小微粒。分子一般由更小的微粒——原子构成。按照组成分子的原子个数可分为单原子分子,双原子分子及多原子分子;按照电性结构可分为有极分子和无极分子.不同物质的分子其微观结构,形状不同,分子的理想模型是把它看作球型,其直径大小为10^(-10)m数量级。分子质量的数量级约为10^(-26)kg。 结构特征 分子结构最好在接近绝对零度的温度下测定,因为随着温度升高,分子转动也增加。量子力学和半实验的分子模拟计算可以得出分子形状,固态分子的结构也可通过X射线晶体学测定。体积较大的分子通常以多个稳定的构象存在,势能面中这些构象之间的能垒较高。 分子结构涉及原子在空间中的位置,与键结的化学键种类有关,包括键长、键角以及相邻三个键之间的二面角。 原子在分子中的成键情形与空间排列:分子结构对物质的物理与化学性质有决定性的关系。最简单的分子是氢分子,1克氢气包含1023个以上的氢分子。一个水分子中2个氢原子都连接到一个中心氧原子上,所成键角是104.5°。分子中原子的空 因尚无真正适用的分子结构理论,复杂分子的细致结构不能预言,只能从实验测得。量子力学认为,原子中的轨道电子具有波动性,用数学方法处理电子驻波(原子轨道)就能确定原子间或原子团间键的形成方式。原子中的电子轨道在空间重叠愈多,形成的键愈稳定。量子力学方法是建立在实验数据和近似的数学运算(由高速电子计算机进行运算)相结合的基础上的,对简单的体系才是精确的,例如对水分子形状的预言。另一种理论是把分子看成一个静电平衡体系:电子和原子核的引力倾向于最大,电子间的斥力倾向于最小,各原子核和相邻原子中电子的引力也是很重要的。为了使负电中心的斥力减至最小,体系尽可能对称的排列,所以当体系有2个电子对时,它们呈线型排列(180°);有3个电子对时呈三角平面排列,键角120°。 基本特性1.分子之间有空隙,有间隔。最好的证明就是:取50毫升酒精和50毫升水,混合之后,体积却小于100毫升。 2.一切构成物质的分子都在不停地做无规则的运动。温度越高,分子扩散越快,固、液、气中,气体扩散最快。由于分子的运动跟温度有关,所以这种运动叫做分子的热运动。同种分子化学性质相同,不同种分子化学性质不同。 3.一般分子直径的数量级为10^-10m。 4.分子很小,但有一定的体积和质量。 5.同种物质的分子性质相同,不同种物质的分子性质不同。 |
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