1.3: Молекули

Last updated

Oct 25, 2022
Save as PDF
- 1.2: Ізотопи
- 1.4: Сили між молекулами

$\newcommand{\vecs}[1]{\overset { \scriptstyle \rightharpoonup} {\mathbf{#1}} }$

$\newcommand{\vecd}[1]{\overset{-\!-\!\rightharpoonup}{\vphantom{a}\smash {#1}}}$

$\newcommand{\id}{\mathrm{id}}$

$\newcommand{\Span}{\mathrm{span}}$

$\newcommand{\kernel}{\mathrm{null}\,}$

$\newcommand{\range}{\mathrm{range}\,}$

$\newcommand{\RealPart}{\mathrm{Re}}$

$\newcommand{\ImaginaryPart}{\mathrm{Im}}$

$\newcommand{\Argument}{\mathrm{Arg}}$

$\newcommand{\norm}[1]{\| #1 \|}$

$\newcommand{\inner}[2]{\langle #1, #2 \rangle}$

$\newcommand{\Span}{\mathrm{span}}$

$\newcommand{\id}{\mathrm{id}}$

$\newcommand{\Span}{\mathrm{span}}$

$\newcommand{\kernel}{\mathrm{null}\,}$

$\newcommand{\range}{\mathrm{range}\,}$

$\newcommand{\RealPart}{\mathrm{Re}}$

$\newcommand{\ImaginaryPart}{\mathrm{Im}}$

$\newcommand{\Argument}{\mathrm{Arg}}$

$\newcommand{\norm}[1]{\| #1 \|}$

$\newcommand{\inner}[2]{\langle #1, #2 \rangle}$

$\newcommand{\Span}{\mathrm{span}}$

Формування атомів з фундаментальних частинок, як би це не було для фізика, далеко не є кінцевим етапом в організації матерії. Як ми вже згадували раніше, коли атоми досить близькі один до одного, що зовнішні електрони одного атома можуть взаємодіяти з іншими атомами, тоді між атомами можуть бути встановлені атракціони, досить сильні, щоб утримувати їх разом у тому, що називається хімічним зв'язком. У найпростіших випадках зв'язок виникає внаслідок спільного використання двох електронів між парою атомів, причому по одному електрону забезпечується кожним із зв'язаних атомів. Облігації, засновані на спільному використанні електронів, відомі як ковалентні зв'язки, а два або більше атомів, що утримуються разом як одиниця ковалентними зв'язками, відомі як молекула. Одним з головних тріумфів теорії квантової механіки в хімії (див. Розділ 8) була її здатність передбачати види атомів, які будуть зв'язуватися між собою, а також тривимірні структури та реакційна здатність молекул, що призводять. (Основний розділ цієї книги, Розділи 8-14, присвячений теоріям хімічного зв'язку.)

Малюнок 1-2 Фігури і відносні розміри деяких простих молекул. Два зв'язані атоми, здається, взаємопроникають через те, що їх електронні хмари перекриваються. За умовою. конічна зв'язок на кресленні являє собою зв'язок, що вказує на спостерігача, з широким кінцем конусності закритий. і пунктирна лінія використовується для зв'язку, яка вказує назад за площиною сторінки.

У молекулярних діаграмах ковалентна, що розділяє електрони зв'язок представлена прямою лінією, що з'єднує зв'язані атоми. У молекулі води один атом кисню (0) пов'язаний з двома атомами водню (Н). Діаграму для молекули можна намалювати двома способами:

Друга версія визнає той факт, що молекула води не є лінійною; дві зв'язки H -0 складають кут 105° один з одним. Молекули газу водню, сірководню, аміаку, метану та метилового спирту (метанолу) мають такі структури зв'язку:

Ці діаграми показують лише зв'язки між атомами в молекулах. Вони не показують тривимірної геометрії (або форми) молекул. На малюнку 1-2 показані форми і відносна основна маса декількох молекул. Зверніть увагу, що кут зв'язку в молекулах, що мають більше двох атомів, може змінюватися. Кут у молекулі води становить 105°, а кут у сірководню - 92°; чотири атоми, з'єднані з центральним вуглецем у метані та метиловому спирті, спрямовані до чотирьох кутів тетраедра. Структура зв'язку в прямоланцюговому октані, одному з компонентів бензину, є

Кожна з показаних молекулярних діаграм може бути конденсована до молекулярної формули, яка розповідає, скільки атомів кожного елемента знаходиться в молекулі, але дає мало або взагалі не дає інформації про те, як атоми пов'язані. Молекулярна формула водню - Н ₂; вода, Н ₂ 0; сірководень, H ₂ S; аміак, NH ₃; метан, CH ₄; метиловий спирт, CH ₃ 0H або CH ₄ O; і октан, C ₈ H ₁₈. Формулу для октану також можна записати

Сума атомних ваг всіх атомів молекули - це її молекулярна маса. Використовуючи атомні ваги на внутрішній задній кришці, ми можемо обчислити молекулярні ваги. Молекулярна маса водню, Н ₂, становить

2 Х 1,0080 сум = 2,0160 аму

Молекула води, H ₂ O, має два атоми водню і один атом кисню, так:

(2 х 1,0080 амп) + (15.9994 ам) = 18.0154 ранку

Приклад 7

Обчисліть молекулярну масу метилового спирту.

Рішення

Молекулярна формула СН ₃ 0H або CH ₄ O. Тоді:

1 вуглець:	1 Х 12.011 ам =	12.011 ранку
4 водню:	4 Х 1,008 мм =	4 032 ранку
1 кисень:	1 Х 15,999 ам =	15 999 грн
Загальна маса частинок:		32,04 ранку

(Якщо вам цікаво, чому остання цифра була скинута, див. Обговорення значущих цифр у Додатку 4.)

У прикладі 7 зауважте, що природна атомна маса вуглецю не 12.000 аму, а 12.011 amu, оскільки вуглець виникає у вигляді суміші 98.89% вуглецю-12 і 1.11% вуглецю-1 3, з слідовими кількостями вуглецю-14.

**Приклад 8**
Яка молекулярна маса чистого октану?
Рішення Так як молекулярна формула C ₈ H ₁₈ «, молекулярна маса становить: (8 Х 12.011) + (18 Х 1,008) = 114,23 ранку

Дописувачі та атрибуція

Template:ContribDickerson