Известно, что все вещества состоят из молекул. Классическая теория химического строения вещества рассматривает молекулу как самую маленькую постоянную частицу, которой присущи все его свойства. Но из чего состоят сами молекулы? Давайте рассмотрим этот вопрос подробнее.
Что такое молекула?
Название «молекула» происходит от латинского molecula – это уменьшительное от слова moles (в переводе масса). Впервые их существование было доказано в эксперименте в 1906 г. Ж. Перреном, французским физиком, когда он изучал броуновское движение.
В химии так называется отдельная частица вещества, которая состоит из 2 или больше атомов, связанных между собой ковалентными связями. Квантовая механика определяет ее как систему, состоящую не из атомов, а из их ядер и электронов, с ними взаимодействующих.
Обыкновенно молекулы электрически нейтральны, так как число протонов и электронов в них одинаково, но бывают молекулы, имеющие электрический заряд (называются они ионы).
Частицы вещества с большой молекулярной массой получили название макромолекулы. Из них состоят протеины, нуклеиновые кислоты, ферменты, полисахариды, аминокислоты, сложные липиды и отдельные созданные искусственно соединения, например, полимеры. Они включают в себя сотни и тысячи атомов. Производные углеводородов – органические вещества и биополимеры, как правило, не только имеют большую массу, но и устроены сложнее, чем неорганические соединения.
Строение молекул
У молекулы какого-либо соединения состав неизменный, в ней всегда одинаковое число атомов, химические свойства зависят от валентных связей, их скрепляющих. Классическая теория рассматривает молекулу как динамическую структуру, состоящую из ядер атомов и их групп и некоторого числа электронов, находящихся на внутренних и внешних уровнях.
Химические связи образуют обычно только внешние электроны. Связь создается 1,2 или 3 парами электронов 2 соседних атомов (в результате чего появляется электронное облако). Энергия взаимодействия атомов зависит от дистанции, на которой они находятся, и способствует стабильности молекулы при обычных условиях: она не дает атомам чересчур сближаться.
Атомы могут быть заряжены положительно и отрицательно, их число всегда постоянно. На строение и состав молекул определенного вещества не влияет то, как оно было получено, то есть искусственно произведенное вещество будет точно таким же, как и натуральное.
Молекулярный состав записывается с помощью химических формул. Строение определяет, какими физическими свойствами будет обладать вещество.
Молекулы в науке
В химии это основное понятие, молекулярное строение определяется исходя из химических реакций с веществом. Также можно, зная строение, установить, какими будут реакции. В результате химических исследований получена основная доля знаний о молекулярной функциональности и строении.
Строением в физике объясняются физические свойства жидкостей, газов и твердых тел. Подвижность молекул определяет, как быстро вещество способно проникать в другое при соприкосновении, уровень вязкости и показатель теплопроводности.
В биологии молекулярные свойства и пространственное строение имеют первостепенное значение, так как все живое функционирует благодаря тонкому балансу взаимодействия между молекулами (химического и нехимического).
На вопрос, из чего состоят молекулы, можно ответить так – из определенного числа атомов, соединенных вместе химическими связями. Из молекул состоят все вещества на планете, физические и химические свойства которых определяются строением и составом молекул.
