Ποιο είναι το μέγεθος των μορίων; Ποιες είναι οι διαστάσεις του μορίου;

Όταν δύο ή περισσότερα άτομα εισέρχονται σε χημικούς δεσμούς μεταξύ τους, εμφανίζονται μόρια. Δεν έχει σημασία αν αυτά τα άτομα είναι τα ίδια ή διαφέρουν μεταξύ τους τόσο σε μορφή όσο και σε μέγεθος. Θα καταλάβουμε ποιο είναι το μέγεθος των μορίων και από τι εξαρτάται.

Ποια είναι τα μόρια;

Για χιλιετίες, οι επιστήμονες έχουν σκεφθεί για το μυστήριο της ζωής, για το τι ακριβώς συμβαίνει όταν γεννιέται. Σύμφωνα με τους αρχαιότερους πολιτισμούς, η ζωή και όλα σε αυτόν τον κόσμο αποτελούνται από τα βασικά στοιχεία της φύσης - τη γη, τον αέρα, τον άνεμο, το νερό και τη φωτιά. Ωστόσο, με την πάροδο του χρόνου, πολλοί φιλόσοφοι άρχισαν να προτείνουν την ιδέα ότι όλα τα πράγματα αποτελούνται από μικροσκοπικά, αδιαίρετα πράγματα που δεν μπορούν να δημιουργηθούν και να καταστραφούν.

Ωστόσο, μόνο μετά την εμφάνιση της ατομικής θεωρίας και της σύγχρονης χημείας οι επιστήμονες άρχισαν να υποθέτουν ότι τα σωματίδια που λαμβάνονται συνολικά γέννησαν τα βασικά δομικά στοιχεία όλων των πραγμάτων. Έτσι, υπήρχε ένας όρος που, στο πλαίσιο της σύγχρονης θεωρίας των σωματιδίων, αναφέρεται στις μικρότερες μονάδες μάζας.

Με τον κλασικό ορισμό του, ένα μόριο είναι το μικρότερο σωματίδιο μιας ουσίας που βοηθά στη διατήρηση των χημικών και φυσικών ιδιοτήτων του. Αποτελείται από δύο ή περισσότερα άτομα, καθώς και ομάδες όμοιων ή διαφορετικών ατόμων που συγκρατούνται από χημικές δυνάμεις.

Ποιο είναι το μέγεθος των μορίων; Στην 5η τάξη, η φυσική ιστορία (σχολικό θέμα) δίνει μόνο μια γενική ιδέα για τις διαστάσεις και τις μορφές, και αυτό το ερώτημα μελετάται λεπτομερέστερα στις ανώτερες τάξεις στα μαθήματα χημείας.

Παραδείγματα μορίων

Τα μόρια μπορεί να είναι απλά ή πολύπλοκα. Ακολουθούν ορισμένα παραδείγματα:

• Η2Ο (νερό);
• Ν2 (άζωτο).
• O ₃ (όζον);
• CaO (οξείδιο του ασβεστίου);
• C6H12O6 (γλυκόζη).

Μόρια που αποτελούνται από δύο ή περισσότερα στοιχεία ονομάζονται ενώσεις. Έτσι, το νερό, το οξείδιο του ασβεστίου και η γλυκόζη είναι σύνθετα. Δεν είναι όλες οι ενώσεις μόρια, αλλά όλα τα μόρια είναι ενώσεις. Πόσο μεγάλη μπορεί να είναι; Ποιο είναι το μέγεθος του μορίου; Είναι γνωστό το γεγονός ότι σχεδόν τα πάντα γύρω μας αποτελούνται από άτομα (εκτός του φωτός και του ήχου). Το συνολικό βάρος τους και θα είναι η μάζα του μορίου.

Μοριακό βάρος

Μιλώντας για το μέγεθος των μορίων, οι περισσότεροι επιστήμονες απωθείται από το μοριακό βάρος. Αυτό είναι το συνολικό βάρος όλων των ατόμων που εισέρχονται σε αυτό:

• Το νερό, που αποτελείται από δύο άτομα υδρογόνου (που έχουν μία μονάδα ατομικής μάζας) και ένα άτομο οξυγόνου (16 μονάδες ατομικής μάζας), έχει μοριακό βάρος 18 (πιο συγκεκριμένα 18,01528).
• Η γλυκόζη έχει μοριακό βάρος 180.
• Το DNA, το οποίο είναι πολύ μακρύ, μπορεί να έχει μοριακό βάρος που είναι περίπου 1010 (το κατά προσέγγιση βάρος ενός ανθρώπινου χρωμοσώματος).

Μέτρηση σε νανόμετρα

Εκτός από τη μάζα, μπορούμε επίσης να μετρήσουμε ποιο είναι το μέγεθος των μορίων σε νανόμετρα. Η μονάδα νερού είναι περίπου 0,27 Nm. Το DNA φθάνει σε διάμετρο 2 Nm και μπορεί να τεντωθεί σε αρκετά μέτρα σε μήκος. Είναι δύσκολο να φανταστεί κανείς πώς μπορούν αυτές οι διαστάσεις να χωρέσουν σε ένα κελί. Η αναλογία μήκους και πάχους του DNA είναι εκπληκτική. Είναι 1/100 000 000, είναι σαν ανθρώπινα μαλλιά με μήκος στο γήπεδο ποδοσφαίρου.

Μορφές και μεγέθη

Ποιο είναι το μέγεθος των μορίων; Έρχονται σε διαφορετικά σχήματα και μεγέθη. Το νερό και το διοξείδιο του άνθρακα είναι ένα από τα μικρότερα και οι πρωτεΐνες είναι από τις μεγαλύτερες. Τα μόρια είναι στοιχεία που αποτελούνται από άτομα που συνδέονται μεταξύ τους. Η κατανόηση της εμφάνισης των μορίων είναι παραδοσιακά μέρος της χημείας. Εκτός από την ασυνήθιστα παράξενη χημική τους συμπεριφορά, ένα από τα σημαντικά χαρακτηριστικά των μορίων είναι το μέγεθός τους.

Πού μπορεί να είναι ιδιαίτερα χρήσιμη η γνώση του μεγέθους των μορίων; Η απάντηση σε αυτό και σε πολλές άλλες ερωτήσεις βοηθούν στον τομέα της νανοτεχνολογίας, αφού η έννοια των νανορρόβιων και των ευφυών υλικών ασχολείται αναγκαστικά με τις επιπτώσεις των μοριακών μεγεθών και μορφών.

Ποιο είναι το μέγεθος των μορίων;

Στην 5η τάξη, η φυσική επιστήμη σε αυτό το θέμα δίνει μόνο γενικές πληροφορίες ότι όλα τα μόρια αποτελούνται από άτομα που βρίσκονται σε συνεχή τυχαία κίνηση. Στους ανώτερους βαθμούς μπορεί κανείς να δει ήδη διαρθρωτικές φόρμουλες στα εγχειρίδια χημείας που μοιάζουν με την πραγματική μορφή των μορίων. Ωστόσο, είναι αδύνατο να μετρήσετε το μήκος τους με ένα συμβατικό χάρακα, και για να γίνει αυτό, πρέπει να ξέρετε ότι τα μόρια είναι τρισδιάστατα αντικείμενα. Η εικόνα τους σε χαρτί είναι μια προβολή σε ένα δισδιάστατο επίπεδο. Το μήκος του μορίου αλλάζει με τη βοήθεια των δεσμών των μηκών των γωνιών του. Υπάρχουν τρία βασικά:

• Η γωνία του τετραεδρικού είναι 109 °, όταν όλοι οι δεσμοί αυτού του ατόμου με όλα τα άλλα άτομα είναι απλοί (μόνο μία παύλα).
• Η γωνία του εξαγώνου είναι 120 °, όταν ένα άτομο έχει έναν διπλό δεσμό με άλλο άτομο.
• Η γωνία της γραμμής είναι 180 °, όταν το άτομο έχει δύο διπλούς δεσμούς ή έναν τριπλό δεσμό με άλλο άτομο.

Οι πραγματικές γωνίες διαφέρουν συχνά από αυτές τις γωνίες, καθώς είναι απαραίτητο να ληφθεί υπόψη μια ποικιλία διαφόρων επιπτώσεων, συμπεριλαμβανομένων των ηλεκτροστατικών αλληλεπιδράσεων.

Πώς να φανταστείτε το μέγεθος των μορίων: παραδείγματα

Ποιο είναι το μέγεθος των μορίων; Στον βαθμό 5, οι απαντήσεις στο ερώτημα αυτό, όπως έχουμε ήδη πει, είναι γενικού χαρακτήρα. Οι μαθητές γνωρίζουν ότι το μέγεθος των εν λόγω ενώσεων είναι πολύ μικρό. Για παράδειγμα, εάν μετατρέψετε ένα μόριο άμμου σε ένα ενιαίο κόκκο άμμου σε ολόκληρο κόκκο άμμου, τότε κάτω από την προκύπτουσα μάζα θα μπορούσατε να κρύψετε το σπίτι σε πέντε ορόφους. Ποιο είναι το μέγεθος των μορίων; Η σύντομη απάντηση, η οποία είναι επίσης πιο επιστημονική, έχει την ακόλουθη μορφή.

Το μοριακό βάρος εξισώνεται με τη σχέση της μάζας ολόκληρης της ουσίας με τον αριθμό των μορίων στην ουσία ή με τη γραμμομοριακή αναλογία μάζας προς τη σταθερά Avogadro. Η μονάδα μέτρησης είναι χιλιόγραμμο. Το μέσο μοριακό βάρος είναι 10 ^-23 -10 ^-26 kg. Πάρτε, για παράδειγμα, νερό. Το μοριακό βάρος θα είναι 3 × ^10-26 kg.

Πώς το μέγεθος ενός μορίου επηρεάζει τις δυνάμεις της έλξης;

Υπεύθυνος για την έλξη μεταξύ των μορίων είναι η ηλεκτρομαγνητική δύναμη, η οποία εκδηλώνεται μέσω της προσέλκυσης αντιθέτων και της απόρριψης παρόμοιων φορτίων. Η ηλεκτροστατική δύναμη που υπάρχει μεταξύ αντίθετων φορτίων κυριαρχεί στις αλληλεπιδράσεις μεταξύ ατόμων και μεταξύ μορίων. Η βαρυτική δύναμη είναι τόσο μικρή σε αυτή την περίπτωση που μπορεί να παραμεληθεί.

Στην περίπτωση αυτή, το μέγεθος του μορίου επηρεάζει τη δύναμη έλξης μέσω του ηλεκτρονικού νέφους των τυχαίων στρεβλώσεων που προκύπτουν όταν διανέμονται τα ηλεκτρόνια του μορίου. Στην περίπτωση των μη πολικών σωματιδίων που εμφανίζουν μόνο ασθενικές αλληλεπιδράσεις ή δυνάμεις διασποράς van der Waals, το μέγεθος των μορίων έχει άμεση επίδραση στο μέγεθος του νέφους ηλεκτρονίων που περιβάλλει αυτό το μόριο. Όσο μεγαλύτερο είναι, τόσο μεγαλύτερο είναι το φορτισμένο πεδίο που το περιβάλλει.

Ένα μεγαλύτερο σύννεφο ηλεκτρονίων σημαίνει ότι μπορεί να προκύψουν περισσότερες ηλεκτρονικές αλληλεπιδράσεις μεταξύ γειτονικών μορίων. Ως αποτέλεσμα, ένα μέρος του μορίου αναπτύσσει ένα προσωρινό θετικό μερικό φορτίο και το άλλο ένα αρνητικό. Όταν συμβεί αυτό, το μόριο μπορεί να πολώσει το σύννεφο ηλεκτρονίων από το γειτονικό σύννεφο. Η έλξη συμβαίνει επειδή η μερική θετική πλευρά ενός μορίου προσελκύεται από τη μερική αρνητική πλευρά του άλλου.

Συμπέρασμα

Έτσι, ποιο είναι το μέγεθος των μορίων; Στη φυσική ιστορία, όπως βρήκαμε, μπορεί κανείς να βρει μόνο μια εικονική ιδέα της μάζας και των διαστάσεων αυτών των μικροσκοπικών σωματιδίων. Αλλά γνωρίζουμε ότι υπάρχουν απλές και σύνθετες συνδέσεις. Και στο δεύτερο μπορείτε να συμπεριλάβετε ένα τέτοιο πράγμα όπως ένα μακρομόριο. Αυτή είναι μια πολύ μεγάλη μονάδα, για παράδειγμα μία πρωτεΐνη, η οποία συνήθως δημιουργείται με πολυμερισμό μικρότερων υπομονάδων (μονομερών). Συνήθως αποτελούνται από χιλιάδες άτομα ή περισσότερα.

Τα πιο κοινά μακρομόρια στη βιοχημεία είναι τα βιοπολυμερή (νουκλεϊκά οξέα, πρωτεΐνες, υδατάνθρακες και πολυφαινόλες) και μεγάλα μη πολυμερή μόρια (όπως τα λιπίδια). Τα συνθετικά μακρομόρια περιλαμβάνουν συμβατικά πλαστικά και συνθετικές ίνες, καθώς και πειραματικά υλικά όπως νανοσωλήνες άνθρακα.