2.6: Атоми та молекули - реальні та відповідні

Last updated
Save as PDF

Page ID: 20744

\( \newcommand{\vecs}[1]{\overset { \scriptstyle \rightharpoonup} {\mathbf{#1}} } \) \( \newcommand{\vecd}[1]{\overset{-\!-\!\rightharpoonup}{\vphantom{a}\smash {#1}}} \)\(\newcommand{\id}{\mathrm{id}}\) \( \newcommand{\Span}{\mathrm{span}}\) \( \newcommand{\kernel}{\mathrm{null}\,}\) \( \newcommand{\range}{\mathrm{range}\,}\) \( \newcommand{\RealPart}{\mathrm{Re}}\) \( \newcommand{\ImaginaryPart}{\mathrm{Im}}\) \( \newcommand{\Argument}{\mathrm{Arg}}\) \( \newcommand{\norm}[1]{\| #1 \|}\) \( \newcommand{\inner}[2]{\langle #1, #2 \rangle}\) \( \newcommand{\Span}{\mathrm{span}}\) \(\newcommand{\id}{\mathrm{id}}\) \( \newcommand{\Span}{\mathrm{span}}\) \( \newcommand{\kernel}{\mathrm{null}\,}\) \( \newcommand{\range}{\mathrm{range}\,}\) \( \newcommand{\RealPart}{\mathrm{Re}}\) \( \newcommand{\ImaginaryPart}{\mathrm{Im}}\) \( \newcommand{\Argument}{\mathrm{Arg}}\) \( \newcommand{\norm}[1]{\| #1 \|}\) \( \newcommand{\inner}[2]{\langle #1, #2 \rangle}\) \( \newcommand{\Span}{\mathrm{span}}\)

Мета навчання

Знайте різницю між атомом і молекулою.

Атом - це найменша одиниця звичайної речовини, яка має властивості хімічного елемента. Кожна тверда речовина, рідина, газ і плазма складаються з нейтральних (неіонізованих) або іонізованих атомів. Атоми надзвичайно малі; типові розміри - близько 100 пікомметрів (1 × ^{10 −10} м, десятимільйонна частина міліметра або 1/254 000 дюйма). Вони досить малі, що спроба передбачити свою поведінку за допомогою класичної фізики - наприклад, ніби це більярдні кулі - дає помітно неправильні прогнози через квантові ефекти. Сучасні атомні моделі включили квантову механіку, щоб краще пояснити та передбачити таку поведінку.

Кожен атом складається з ядра і одного або декількох електронів, пов'язаних з ядром. Ядро складається з одного або декількох протонів і ряду нейтронів; тільки найпоширеніша різновид (ізотоп) водню не має нейтронів.

Молекула - це електрично нейтральна група з двох і більше атомів, скріплених між собою хімічними зв'язками. Молекули відрізняються від іонів відсутністю електричного заряду. Однак у квантовій фізиці, органічній хімії та біохімії термін молекула часто використовується менш суворо - оскільки він також застосовується до багатоатомних іонів.

У кінетичній теорії газів термін молекула часто використовується для будь-якого газу, незалежно від його складу. Згідно з цим визначенням, атоми благородного газу вважаються молекулами, оскільки вони є одноатомними молекулами.

Молекула може бути гомоядерною - тобто вона складається з атомів одного хімічного елемента, як з киснем (O ₂). Гетеронуклеарна молекула - це хімічна сполука, що складається з більш ніж одного елемента, як і з водою (H ₂ O). Атоми та комплекси, пов'язані нековалентними взаємодіями, такими як водневі зв'язки або іонні зв'язки, зазвичай не вважаються поодинокими молекулами.

Молекули як компоненти речовини поширені в органічних речовині (а отже, і біохімії). Вони також складають більшу частину океанів і атмосфери. Однак більшість знайомих твердих речовин на Землі, включаючи більшість мінералів, що складають кору, мантію та ядро Землі, містять багато хімічних зв'язків, але не складаються з ідентифікованих молекул. Крім того, жодна типова молекула не може бути визначена для іонних кристалів (солей) та ковалентних кристалів (мережевих твердих тіл), хоча вони часто складаються з повторюваних одиничних клітин, які простягаються або в площині (наприклад, в графені), або тривимірно (наприклад, в алмазі, кварці або хлориді натрію). Тема повторюваної одиниці-клітинної структури також стосується більшості конденсованих фаз з металевим зв'язком, а це означає, що тверді метали також не складаються з молекул. У окулярах (твердих тілах, які існують у склоподібному невпорядкованому стані) атоми також можуть утримуватися хімічними зв'язками без наявності будь-якої визначеної молекули, ні будь-якої регулярності повторюваних одиниць, що характеризують кристали.

Три загальні молекули, показані нижче.

Зліва направо: 3D-модель молекули води, 3D-модель молекули аміаку та 3D-модель молекули метану

Відео\(\PageIndex{1}\): Різниця між атомом і молекулою.

Резюме

Атом - це найменша одиниця речовини, яка має властивості хімічного елемента
Молекула - це електрично нейтральна група з двох і більше атомів, скріплених між собою хімічними зв'язками.