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分子

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|圖片 = [[File:20161208192610437.jpg|缩略图|居中|250px|[https://image.so.com/view?q=%E5%88%86%E5%AD%90&src=tab_www&correct=%E5%88%86%E5%AD%90&ancestor=list&cmsid=698d1369cbf5d69b6befe946adfed878&cmran=0&cmras=6&cn=0&gn=0&kn=50&fsn=130&adstar=0&clw=246#id=672354eb01c4a652bd2565bce56c733d&currsn=0&ps=99&pc=99 原图链接][https://toutiao.sanhao.com/news-detail-11147.html 图片来源于三好网]]]
}}
'''分子''' (''' molecular''' ), 是由组成的[[原子]]按照一定的键合顺序和 [[ 空间 ]] 排列而结合在一起的整体,这种键合顺序和空间排列关系称为分子结构。由于分子内原子间的相互作用,分子的[[物理]]和[[化学性质]]不仅取决于组成原子的种类和数目,更取决于分子的结构。分子是保持物质化学性质的最小粒子。
=='''基本信息'''==
发现者:[[阿伏加德罗]]
==''' 物理化学术语概念简介'''==
[[File:U=2900748390,3910483098&fm=26&gp=0.jpg|缩略图|250px|[https://image.so.com/view?q=%E5%88%86%E5%AD%90%E5%8C%96%E5%AD%A6%E5%BC%8F%E5%AD%90&src=srp&correct=%E5%88%86%E5%AD%90%E5%8C%96%E5%AD%A6%E5%BC%8F%E5%AD%90&ancestor=list&cmsid=9cc792f40a98be9d8db7d996efcac5c3&cmran=0&cmras=0&cn=0&gn=0&kn=0&fsn=60&adstar=0&clw=255#id=8d9972509212966a207ac13c03462a84&prevsn=60&currsn=120&ps=179&pc=60 原图链接][http://www.serengeseba.com/w/%E5%88%86%E5%AD%90%E5%BC%8F%E5%92%8C%E5%8C%96%E5%AD%A6%E5%BC%8F%E7%9A%84%E5%8C%BA%E5%88%AB/ 图片来源于优质壁纸库网]]]
分子 (Molecule) 物质中 存在 的相对稳定 并保持 物质 物理 化学 的最小 单元。 粒子. 分子 的概念最早是 由[[ 原子意大利]] 构成,原子通过一定 的[[ 作用力阿莫迪欧·阿伏伽德罗]] ,以一定的次序和排列方式结合成 提出,他于1811年发表了 分子 。以水 学说 ,认为:“[[原子]]是参加化学反应的最小质点, 分子 为例,将水不断分 则是在游 状态 去,直至不破坏水的特性,这时出现 单质或化合物能够独立存在 的最小 质点.分子是由原子组成的, 质分子由相同 是由两个氢 素的 原子 和一个氧 组成,化合物分子由不同元素的 原子 .化学变化的实质就是不同物质 一个水 分子(H2O)。一个水分 中各种原 可用进行重新结合.”<ref>[[电解]]法或其他方法再 https://www.360kuai.com/pc/98a2c98a4a99ed2f6?cota=4&kuai_so=1&tj_url=so_rec&sign=360_57c3bbd1&refer_scene=so_1 为两个[[氢]]原 子和 一个[[氧]] 原子 ,但这时它 特性已和水完全不同了。定义],快资讯网,2019-10-21</ref>
分子是物质中能够独立存在的相对稳定并保持该物质物理化学特性的最小单元。分子由[[原子]]构成,原子通过一定的作用力,以一定的次序和排列方式结合成分子。以[[水]]分子为例,将水不断分离下去,直至不破坏水的特性,这时出现的最小单元是由两个[[氢]]原子和一个[[氧]]原子构成的一个水分子(H2O)。一个水分子可用[[电解]]法或其他方法再分为两个[[氢]]原子和一个[[氧]]原子,但这时它的特性已和水完全不同了。<ref>[http://www.jiyifa.cn/chuzhong/268996.html 分子的定义],逍遥记忆法网</ref> 有的分子只由一个[[原子]]构成,称单原子分子,如 [[ ]] [[ ]] 等分子属此类,这种单原子分子既是原子又是分子。由两个原子构成的分子称双原子分子,例如氧分子(O2)和一氧化碳分子(CO):一个 [[ ]] 分子由两个氧原子构成,为同核双原子分子;一个 [[ 一氧化碳 ]] 分子由一个氧原子和一个碳原子构成,为异核双原子分子。由两个以上的原子组成的分子统称多原子分子。分子中的原子数可为几个、十几个、几十个乃至成千上万个。例如一个 [[ 二氧化碳 ]] 分子(CO2)由一个 [[ ]] 原子和两个氧原子构成。一个 [[ ]] 分子包含六个碳原子和六个氢原子(C6H6),一个分子包含几百个原子,其分子式为C257H383N65O77S6(赖脯 [[ 胰岛素]])。
=='''分子结构'''==
分子结构或称分子立体结构、分子、分子几何,建立在光谱学数据之上,用以描述分子中原子的三维排列方式。分子结构在很大程度上影响了化学物质的反应性、极性、相态形状、颜色、磁性和生物活性。
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 [[ ]] 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105.3°。分子中原子的空间关系不是固定的,除了分子本身在气体和液体中的平动外,分子结构中的各部分也都处于连续的运动中。因此分子结构与[[温度]]有关。分子所处的状态(固态、液态、气态、溶解在溶液中或吸附在表面上)不同,分子的精确尺寸也不同 。ref>[https://zhinan.sogou.com/guide/detail/?id=1610037669 分子和原子的区别],搜狗网,2016-11-24</ref>
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°。
===分子的键===
[[File:T01a910bc8597079475.png|缩略图|250px|[https://image.so.com/view?q=%E5%88%86%E5%AD%90&src=tab_www&correct=%E5%88%86%E5%AD%90&ancestor=list&cmsid=cc723eac0d3d9ac6b5b15aa7670f489c&cmran=0&cmras=1&cn=0&gn=0&kn=50&fsn=130&adstar=0&clw=246#id=8101da0b8ef178eaf306cfafde97b67d&currsn=0&ps=100&pc=100 原图链接][http://hot.tuxi.com.cn/viewb-36693650345044-366936503450448252.html 图片来源于识图网]]]
1、分子[[质量]]和[[体积]]都很小。<ref>[http://www.docin.com/p-256303981.html 分子和原子],豆丁网</ref>
2、分子总是在不断运动着的。温度升高,分子运动 [[ 速度 ]] 加快,如阳光下湿衣物干得快。
3、分子之间有间隔。一般说来,气体的分子之间间隔距离较大,[[液体]]和[[固体]]的分子之间的距离较小。气体比液体和固体容易压缩,不同液体混合后的总体积小于二者的原体积之和,都说明分子之间有间隔。
3、同种分子(或原子)性质相同,不同种分子(或原子)性质不同;
4、都具有种类和数量的含义。
=='''发展史'''==
[[File:01300000238605122440397148875 s.jpg|缩略图|250px|[https://image.so.com/view?q=%E5%88%86%E5%AD%90&src=srp&correct=%E5%88%86%E5%AD%90&ancestor=list&cmsid=8e26fa93efb35a361c9d5f73ae5695cd&cmran=0&cmras=1&cn=0&gn=0&kn=50&fsn=130&adstar=0&clw=246#id=70a70f4664cea1812cc474342c66dea0&currsn=0&ps=100&pc=100 原图链接][http://www.baike.com/wiki/%E5%88%86%E5%AD%90 图片来源于互动百科网]]]
最早提出比较确切的分子概念的化学家是[[意大利]][[阿伏伽德罗]],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。分子是由原子组成(构成)的,单质分子由相同元素的原子组成(构成),化合物分子由不同元素的原子组成(构成)。在[[化学]]变化中,不同物质的分子中各种原子进行重新结合。"<ref>[https://iask.sina.com.cn/jx/sh/4QeqWskuzoge.html 分子的基本性质是什么],新浪网</ref>
自从阿伏伽德罗提出分子概念以后,在很长的一段时间里,化学家都把分子看成比原子稍大一点的微粒。1920年,[[德国]]化学家[[施陶丁格]]开始对这种小分子一统天下的观点产生怀疑,他的根据是:利用渗透压法测得的橡胶的分子量可以高达10万左右。他在论文中提出了大分子(高分子)的概念,指出天然橡胶不是一种小分子的缔合体,而是具有共价键结构的长链大分子。高分子还具有它本身的特点,例如高分子不像小分子那样有确定不变的分子量,它所采用的是平均分子量。
=='''分子运动'''==
[[File:Puzzle.jpg|缩略图|250px|[https://image.so.com/view?q=%E5%88%86%E5%AD%90%E8%BF%90%E5%8A%A8&src=srp&correct=%E5%88%86%E5%AD%90%E8%BF%90%E5%8A%A8&ancestor=list&cmsid=3fcf12c4f1e8f5134e0d36914fec31de&cmran=0&cmras=0&cn=0&gn=0&kn=43&fsn=123&adstar=0&clw=246#id=809e7cb1a5c33d128ddbb6566cb34c44&currsn=0&ps=87&pc=87 原图链接][https://www.vjshi.com/watch/2576442.html 图片来源于教学仪器网]]]
分子的存在形式可以为 [[ 气态 ]] 、液态或固态。分子除具有平移运动外,还存在着分子的转动和分子内 [[ 原子 ]] 的各种类型的振动。固态分子内部的振动和转动的幅度,比 [[ 气体 ]] [[ 液体 ]] 中分子的平动和转动幅度小得多,分子的这种内部运动,并不会破坏分子的固有特性。通常所说的分子结构,是这些原子处在平衡位置时的结构。
分子的内部运动,决定分子光谱的性质,因而利用分子光谱,可以研究分子内部运动情况。 分子的构型和构象相同成分的分子中,若原子的排列次序和排列方式不同,可形成不同的分子。例如C2H6O分子可以排列为 [[ 乙醇 ]] 分子,也可以排列为二 [[ 甲醚 ]] 分子,它们的结构式所示分子的结构式反映分子内部原子的排列次序。组成分子的成分相同,而排列次序不同,形成两种或两种以上的分子,这种现象称为同分异构现象,这些成分相同结构不同的分子称为同分异构体。
分子的结构式一般只反映分子中原子的连接次序,而决定分子形状的键长和键角的数值,需要通过实验测定。反映分子中原子在空间的排列次序与分布称为分子的构型。分子中原子间的化学键长与键角则称为立体构型参数。
对有些分子,当它的构型确定时,分子的形状大小也就确定了,例如 [[ ]] 分子、 [[ 甲烷 ]] 分子、 [[ ]] 分子等。有些分子在一定的构型条件下,分子的形状还会随原子的相对位置而改变。例如乙烷(C2H6)分子在相同的连接次序及双原子分子纯转动光谱相同的键长键角数据下,还可以有交叉式(图3之a)和重叠式(图3之b)两种不同形状,这种情况称为分子的构象。不同构象的分子,能量有一定差别,它们的对称性亦不同,对于乙烷分子,常温下交叉式的构象比较稳定。
=='''分子常数'''==
[[File:1384397237529hrtum.jpg|缩略图|250px|[https://image.so.com/view?q=%E5%88%86%E5%AD%90&src=tab_www&correct=%E5%88%86%E5%AD%90&ancestor=list&cmsid=cc723eac0d3d9ac6b5b15aa7670f489c&cmran=0&cmras=1&cn=0&gn=0&kn=50&fsn=130&adstar=0&clw=246#id=cba58cf2f0ff2b26282935a36a34bb96&prevsn=0&currsn=130&ps=160&pc=60 原图链接][http://mooc.chaoxing.com/course/28537.html 图片来源于超星网]]]
在一定状态下,分子的形状和大小、结构和性质都是一定的。研究分子的[[力学]]性质、热学性质、电学性质以及分子光谱等实验数据,可以获得分子的平均运动速度、碰撞频率、分子直径(按球体直径计算)、电离电位(即中性分子最低能态和离子的最低能态的能量差)、离解能(即分子最低能态分解为原子基态的能量差)、核间距离(即键长)、分子振动的力常数、偶极矩等物理量,还可以给出描述分子振动和转动状态的物理量数据。这些数据统称为分子常数,是描述分子结构和物理性质的重要数据。具体数值,见双原子分子纯转动 [[ 光谱 ]]
分子质量原子通过[[化学键]]结合成分子,分子有确定的质量。分子的质量与12C原子质量的1/12之比叫做分子量。通常的碳元素由12C、13C、14C组成,因此碳的原子量为12.011。氢的原子量为1.088,氧的原子量为15.999,而乙醇(C2H6O)的分子量为2×12.011+6×1.088+1×15.999=46.069。0.012千克的12C含12C原子6.0221367×10^23个,称它为1摩尔(或1克原子);同理,46.069克的乙醇含有同样数目的乙醇分子,称为1摩尔(或1克分子)的乙醇。
过去,磁光捕获就是原子物理学家非常推崇的一项技术,但只在单个原子尺度。这项实验取得的巨大成就是创造了有记录以来分子--两个或者更多原子群--温度的最低纪录。这项技术利用激光冷却粒子同时将它们固定在适当位置。德米勒博士解释说:"想象一下一个浅碗,里面装着一点糖蜜。如果将一些球滚到碗里,它们会缓慢下沉,最后堆积在碗底。具体到我们的实验,分子就是这些小球,装糖蜜的碗通过激光束和磁场打造。"
== '''相关视频'''==1、分子热运动 {{#ev:youku|XMjQzMTY3Njk2OA|440|inline|分子热运动 |frame}}<div style="float:right; margin:-10px 0 0 20px;">2、分子原子结构 {{#ev:youku|XNDQyMDYwMjMxMg|440|inline|分子原子结构 |frame}}</div> == ''' 參考 資料來源''' =={{reflistReflist}}
[[Category:330 340 物理 學總論]][[Category:300 科學類]]
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