Mol??cule
Saviez-vous ...
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En chimie , une mol??cule est d??fini comme ??tant suffisamment stable ??lectriquement neutre groupe d'au moins deux atomes dans un agencement d??fini maintenues ensemble par de fortes liaisons chimiques . Dans la chimie organique et de la biochimie , la mol??cule d'expression est utilis??e de fa??on moins stricte et est ??galement appliqu?? ?? charg??s des mol??cules organiques et biomol??cules. Les mol??cules se distinguent des ions polyatomiques dans ce sens strict.
Cette d??finition a ??volu?? comme connaissance de la structure de mol??cules a augment??. D??finitions ant??rieures ??taient moins pr??cises que les mol??cules les plus petites d??finissant particules de pur substances chimiques qui conservent leurs composition et chimiques. Cette d??finition est souvent en panne depuis de nombreuses substances dans l'exp??rience ordinaire, tels que roches , et les sels, les m??taux , sont compos??es d'atomes ou d'ions , mais ne sont pas faits de mol??cules.
Dans le th??orie cin??tique des gaz la mol??cule terme est souvent utilis?? pour toute particule gazeuse ind??pendamment de leur composition. Selon cette d??finition, les gaz nobles seraient ??galement consid??r??s comme des mol??cules en d??pit du fait qu'ils sont compos??s d'un seul atome non li??.
Histoire
Le terme ??mol??cule??, de la mol??cule fran??ais qui signifie ??particule extr??mement minute," a ??t?? invent?? par le philosophe fran??ais Ren?? Descartes dans les ann??es 1620. Bien que l'existence de mol??cules a ??t?? accept??e par de nombreux chimistes depuis le d??but du 19e si??cle ?? la suite de de Dalton les lois des proportions d??finies et multiples (1803-1808) et la loi d'Avogadro (1811), il y avait une certaine r??sistance parmi les positivistes et les physiciens tels que Mach, Boltzmann, Maxwell , et Gibbs , qui a vu mol??cules comme de simples constructions math??matiques pratiques. Le travail de Perrin sur le mouvement brownien (1911) est consid??r?? comme la preuve finale de l'existence de mol??cules.
Dans une mol??cule, au moins deux atomes sont reli??s par paires partag??es des ??lectrons dans un une liaison covalente. Il peut consister en atomes d'un m??me ??l??ment chimique , comme l'oxyg??ne (O 2), ou d'??l??ments diff??rents, comme avec de l'eau (H 2 O). Les atomes et les complexes li??s par des liaisons non covalentes telles que des liaisons hydrog??ne ou liaisons ioniques sont g??n??ralement pas consid??r??s comme des mol??cules simples.
Aucune mol??cule typique peut ??tre d??fini pour ioniques ( sels ) et des cristaux (covalentes solides de r??seau) qui sont compos??s de r??p??tition cellules unitaires qui se ??tendent soit dans un plan (comme dans graphite) ou en trois dimensions (comme dans le diamant ou le chlorure de sodium ).
La science des mol??cules se appelle la chimie mol??culaire ou physique mol??culaire , en fonction de la mise au point. Chimie mol??culaire traite des lois qui r??gissent l'interaction entre les mol??cules qui aboutit ?? la formation et ?? la rupture des liaisons chimiques , tandis que la physique mol??culaire traite des lois r??gissant leur structure et les propri??t??s. Dans la pratique, cependant, cette distinction est vague. Dans les sciences mol??culaires, une mol??cule consiste en un syst??me stable ( ??tat li??) comprenant deux ou plusieurs atomes . Ions polyatomiques peuvent parfois ??tre utilement consid??r??s comme des mol??cules charg??es ??lectriquement. La mol??cule instable terme est utilis?? pour les tr??s esp??ces r??actives, ?? savoir, ensembles de courte dur??e ( r??sonances) d'??lectrons et de noyaux , telles que les radicaux mol??culaires, ions , Mol??cules de Rydberg, ??tats de transition, de van der Waals complexes , ou des syst??mes de collision atomes comme dans Condensats de Bose-Einstein.
Taille mol??culaire
La plupart des mol??cules sont beaucoup trop petits pour ??tre vus ?? l'oeil nu, mais il ya des exceptions. ADN , un macromol??cule, peut atteindre tailles macroscopiques, comme mol??cules de nombreux polym??res. La plus petite mol??cule est la diatomique hydrog??ne (H 2), avec une longueur totale d'environ deux fois la 74 picom??tres (0,74 ??) longueur de la liaison. Mol??cules couramment utilis??s comme blocs de construction pour la synth??se organique ont une dimension de quelques ?? ?? plusieurs dizaines ??. Mol??cules simples ne peuvent g??n??ralement pas ??tre observ??es par la lumi??re (comme indiqu?? ci-dessus), mais de petites mol??cules et m??me les contours d'atomes individuels peuvent ??tre trac??es dans certaines circonstances, par l'utilisation d'un microscope ?? force atomique. Certaines des plus grandes mol??cules sont ou macromol??cules supermol??cules.
Rayon
Rayon de mol??culaire efficace est la taille d'une mol??cule affiche en solution. . Le table des perms??lectivit?? pour diff??rentes substances contient des exemples.
Formule mol??culaire
Le formule empirique d'une mol??cule est la plus simple entier rapport des ??l??ments chimiques constitutifs du compos??. Par exemple, sous leurs formes pures, l'eau est toujours compos?? d'un rapport de 2: 1 de l'hydrog??ne ?? l'oxyg??ne , et ??thyle alcool ou de l'??thanol est toujours compos?? de carbone , hydrog??ne et oxyg??ne dans un rapport de 2: 1: 6. Toutefois, cela ne d??termine pas le type de mol??cule unique - l'??ther dim??thylique a le m??me rapport que l'??thanol, par exemple. Mol??cules avec les m??mes atomes dans diff??rents arrangements sont appel??s isom??res. La formule empirique est souvent la m??me que la formule mol??culaire mais pas toujours. Par exemple, la mol??cule d'ac??tyl??ne a la formule mol??culaire est C 2 H 2, mais la plus simple ratio de nombre entier d'??l??ments est CH. La formule mol??culaire refl??te le nombre exact d'atomes qui composent une mol??cule.
La masse mol??culaire peut ??tre calcul??e ?? partir de la formule chimique et est exprim??e en conventionnel unit??s ??gal ?? 1 / 12e de la masse de carbone-12 (12 neutre masse atomique C isotopes ) atome. Pour solides de r??seau, le terme unit?? de formule est utilis?? en calculs stoechiom??triques.
G??om??trie mol??culaire
Les mol??cules ont fix?? longueurs ??quilibre g??om??tries-obligations et angles- dont ils oscillent en continu ?? travers les motions vibration et de rotation. Une substance pure est compos?? de mol??cules ayant la m??me structure g??om??trique moyenne. La formule chimique et la structure d'une mol??cule sont les deux facteurs importants qui d??terminent ses propri??t??s, notamment son r??activit??. Isom??res part une formule chimique, mais ont normalement des propri??t??s tr??s diff??rentes en raison de leurs diff??rentes structures. Les st??r??oisom??res, un type particulier d'isom??res, peuvent avoir des propri??t??s physico-chimiques tr??s voisines et en m??me temps tr??s diff??rentes biochimiques activit??s.
Spectroscopie mol??culaire
Spectroscopie mol??culaire traite de la r??ponse ( spectre) des mol??cules interagissant avec le sondage de signaux connue ??nergie (ou fr??quence, selon la La formule de Planck). Th??orie de la diffusion fournit le contexte th??orique pour la spectroscopie.
Le signal de test utilis?? dans la spectroscopie peut ??tre une onde ??lectromagn??tique ou un faisceau de particules ( ??lectrons , positons, etc.) La r??ponse mol??culaire peuvent consister en l'absorption de signal ( spectroscopie d'absorption), l'??mission d'un autre signal ( spectroscopie d'??mission), la fragmentation, ou des changements chimiques.
Spectroscopie est reconnu comme un outil puissant dans l'enqu??te propri??t??s microscopiques de mol??cules, en particulier leur les niveaux d'??nergie. Afin d'extraire de l'information microscopique maximale ?? partir des r??sultats exp??rimentaux, la spectroscopie est souvent coupl??e ?? des calculs chimiques .
Aspects th??oriques
L'??tude des mol??cules en physique mol??culaire et chimie th??orique est largement fond??e sur la m??canique quantique et est essentielle pour la compr??hension de la liaison chimique . Le plus simple de mol??cules est la l'hydrog??ne mol??cule-ion, H 2 +, et la plus simple de toutes les liaisons chimiques est le lien ?? un ??lectron . + H 2 est compos?? de deux charg??s positivement protons et une charge n??gative d'??lectrons li?? par photon ??change, ce qui signifie que la ??quation de Schr??dinger pour le syst??me peut ??tre r??solu plus facilement en raison de l'absence de r??pulsion ??lectron-??lectron. Avec le d??veloppement des ordinateurs num??riques rapides, des solutions approch??es pour des mol??cules plus complexes sont devenues possibles et sont l'un des principaux aspects de la chimie computationnelle .
Lorsque vous essayez de d??finir rigoureusement si un arrangement des atomes est "suffisamment stable" pour ??tre consid??r?? comme une mol??cule, IUPAC sugg??re qu'il "doit correspondre ?? une d??pression sur la surface d'??nergie potentielle qui est assez profond pour limiter au moins un ??tat vibratoire ". Cette d??finition ne d??pend pas de la nature de l'interaction entre les atomes, mais seulement sur la force de l'interaction. En fait, il comprend des esp??ces faiblement li??s que ne pas prendre en consid??ration traditionnellement mol??cules, telles que l' h??lium dim??re, Il 2, qui a une vibratoire ??tat li??, mais est si faiblement li?? que ce est seulement susceptibles d'??tre observ??s ?? de tr??s basses temp??ratures.
??tymologie
Selon Merriam-Webster et le ??tymologie Dictionnaire en ligne, le mot ??mol??cule?? d??rive du latin " taupes ??ou petite unit?? de masse.
- Molecule (1794) - "particules extr??mement minute," du P??re mol??cule (1678), ?? partir Mod.L. molecula, dim. L. des taupes "masse, barri??re??. Un sens vague d'abord; la vogue du mot (utilis?? jusqu'?? la fin du 18e si??cle que sous forme latine) peut ??tre attribu??e ?? la philosophie de Descartes .
La plupart des mol??cules sont constitu??s de plusieurs atomes de carbone; par exemple, une mol??cule d'eau est une combinaison des deux l'hydrog??ne et les atomes une oxyg??ne atomique. Le terme ??mol??cule?? en gaz a ??t?? utilis?? comme synonyme pour les particules fondamentales du gaz, quelle que soit leur structure. Cette d??finition des r??sultats dans quelques types de gaz inerte (par exemple des ??l??ments qui ne forment pas de compos??s, tels que le n??on ), qui a '', comprenant des mol??cules d'un seul atome.
