2つの原子が結合するたびに、それらは分子を形成します。実際、私たちを含むすべてのもの-そして私たち自身-は何兆もの異なるタイプの分子で構成されています。分子の概念は、カールスルーエで行われた国際化学者会議で1860年に採用されました。承認された定義によれば、分子は化学物質の最小の粒子であり、そのすべての化学的特性(溶解度、味、化合物を結合する能力など)を持っています。分子の概念の導入は、物理学、化学およびその他の自然科学の発展を推進しました。より一般的な意味では、分子は共有結合によって結合された2つ以上の原子で構成される粒子です。
原子は、すべての物理的特性(色、硬度、密度など)を持つ物質の最小の粒子です。
さまざまな種類の元素の原子が結合すると一緒になって、化合物と呼ばれる分子を形成します。つまり、水は2つの水素原子と1つの酸素原子からなる複雑な分子で構成されています。これがH2Oと呼ばれる理由です。水分子は常に酸素原子の2倍の水素原子を持っています。原子の種類は100種類強ですが、さまざまな物質の種類は数百万種類あります。この不等式の理由は、それらがさまざまなタイプの分子で構成されているという事実にあります。
分子が構成されているだけではないことを理解することが重要です異なるタイプの原子だけでなく、比率も異なります。上記の水を使用した例のように、水分子は2つの水素原子と1つの酸素原子で構成され、H2Oと表記されます。他の例は、二酸化炭素(CO2)、アンモニア(NH3)、糖またはグルコース(C6H12O6)です。一部の分子式は非常に長く複雑な場合があります。糖分子を見てみましょう:
- C6-6炭素原子
- H12-12水素原子
- 酸素原子O6-6
それを作るには、中に特定の原子が必要ですある程度。しかし、分子はもっと大きくなる可能性があります。ビタミンCの1つの分子は、20個の原子(6個の炭素原子、8個の水素原子、6個の酸素原子-C6H8O6)で構成されています。ビタミンCのこれらの20の原子を取り、それらを異なる順序で一緒に接続して混合すると、見た目が異なるだけでなく、動作も異なる完全に異なる分子が得られます。
参照:地球上の生命の出現を説明できる発見された新しい化合物。
いくつかの分子、特にいくつかのタンパク質、数百または数千もの原子が含まれており、それらはかなりの長さに達する可能性のあるチェーンで結合します。そのような分子を含む液体は時々奇妙な振る舞いをします。たとえば、フラスコが直立位置に戻された後でも、液体の一部が注がれたフラスコから液体が流れ続ける場合があります。
分子の事実
- 酸素ガスは通常O2分子ですが、オゾンと呼ばれるO3の場合もあります。
- 分子はさまざまな形状を持つことができます。それらのいくつかは長いらせん状ですが、他のものはピラミッドの形をとることがあります。
- 理想的なダイヤモンドは、炭素原子で構成される唯一の分子です。
- DNAは、各人を説明する情報を持つ非常に長い分子です。
- 人体の質量の66%は酸素原子で構成されています
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化学結合
分子と化合物は力によって結合され、化学結合と呼ばれます。ほとんどの化合物を結合する化学結合には4つのタイプがあります。共有結合、イオン結合、水素および金属結合ですが、共有結合とイオン結合は電子に結合しているため、主なものとして区別されます。ご存じのように、電子は殻の原子の周りを回転します。これらの殻は電子で「いっぱい」になりたがっています。満たされていない場合、他の原子と接続して適切な量の電子を取得し、殻を満たします。
共有結合 電子は原子間で分割されます。これは、原子が電子を共有して外殻を満たすことが判明した場合に発生します。順番に イオン結合 ある電子が別の電子に移動すると形成されます。これは、バランスを形成するために1つの原子が別の原子に電子を与え、その結果、分子または化合物が生じたときに発生します。
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また重要なことは、分子は常に動いています。固体と液体では、それらは互いに非常に接近しており、それらの動きは急速な振動と比較できます。液体中では、分子は滑空するように自由に移動できます。気体では、分子の密度は通常、同じ化合物の液体または固体よりも低いため、分子は液体よりもさらに自由に動きます。与えられた状態(固体、液体、または気体)の特定の化合物では、絶対温度の上昇に伴って分子運動の速度が増加します。