分子の定義と例

分子は、共有結合によって結合された 2 つ以上の原子のグループとして定義でき、純粋な化学物質の組成と特性を維持する最小の可能な単位を構成する一定の組成の個別の電気的に中性の単位を形成します。

分子は同じクラスの原子で構成され、化学元素の異なる同素体に対応する等核種を形成します。たとえば、ガス状酸素は O ₂分子(つまり、2 つの酸素原子の分子) で構成される酸素の同素体であり、オゾン (O ₃ ) 分子は 3 つの酸素原子で構成され、別の天然の同素体を表します。 .

分子は複数の元素の原子で構成されている場合もあり、分子化合物が生成されます。最も単純な例は、 1 つの酸素原子に結合した 2 つの水素原子で構成されるH _{2 O 分子で構成される水です。}

分子は、わずか 2 個の原子で構成される非常に小さなもの (最小のものは水素分子 H ₂ ) から、数千の原子で構成される非常に大きなもの (DNA、タンパク質、多糖類など) までさまざまです。

分子とイオン化合物

通常、塩や一部の酸化物などのイオン化合物は、分子に使用するものと同様の式で表されますが、イオン化合物は一般に分子とは見なされないことを明確にすることは非常に重要です。これは、塩化ナトリウム (NaCl または一般的な食卓塩) などのイオン性化合物の結晶が、各イオン (たとえば、ナトリウム カチオン) が単一の対イオン (たとえば、塩化物陰イオン）その式が示唆しているように見えます。

イオン結合では、反対に帯電したイオンが静電引力によって一緒に保持されるため、1 つの陽イオン (正に帯電したイオン) が周囲のすべての反対に帯電した陰イオンを均等に引き付けます。これは、結晶構造内で各陽イオンがその周囲のすべての陰イオンに同時に結合し、同時に各陰イオンがその周囲のすべての陽イオンに結合していると言っているようなものです。

このため、イオン結晶は、実際には、結合した原子のグループで構成される個別の個別の粒子としてではなく、すべてがイオン結合によって結合された何百万ものイオンの集合体と見なすことができます。

多くの人が塩を分子と呼ぶのはなぜですか?

_{混乱は、イオン化合物 (NaCl、KBr、NaNO 3}など)を表す式を実際には実験式であるのに、分子式と呼ぶという非常によくある間違いから生じる可能性があります。

分子量についても同じことが言えます。分子化合物と分子要素 (分子で構成されているもの) のみが分子量を持ちます。NaCl の重量を塩化ナトリウムの分子量と呼ぶのは正しくありません (NaCl は分子ではないため)。代わりに、実験式の原子の追加重量にすぎないため、式の重みと呼ぶ必要があります。

共有ネットワークの分子と固体

最後に、原子が共有結合によって結合されているすべての物質が分子と見なされるわけではないことも明確にする必要があります。この例は、共有結合固体 (または共有ネットワーク固体) です。これらの物質は、共有結合によって互いに結合された 2 次元ネットワーク (シート) または 3 次元原子で構成されています。

イオン固体と同じことが共有結合格子固体でも起こります。分子を表す個別の単位 (個々の原子以外) はありません。このため、グラファイトやダイヤモンドなど、炭素原子がつながったネットワークからなる物質は分子物質とは見なされません。

分子の種類

分子は、その組成、サイズ、および起源に応じて、いくつかの方法で分類できます。

組成による分子の種類

• 等核分子:単一タイプの原子、または同じ元素の原子によって形成される分子です。これらは、水素分子、酸素分子、窒素分子などの分子要素が作られる分子です。
• 異核分子:最も数が多く、2 種類以上の原子が結合して形成されます。これは、それらが分子化合物の個別の単位を表すことを意味します。例としては、水 (H ₂ O)、二酸化炭素 (CO ₂ )、メタン (CH ₄ ) などが挙げられます。

サイズによる分子の種類

• 2 原子分子: 2 つの原子のみで形成される分子で、同じか異なるかは関係ありません。
• 三原子分子:オゾン、水、二酸化炭素など、同じか異なるかを問わず、3 つの原子によって形成される分子です。
• 小さな多原子分子: 3 つ以上の原子で構成されています。小さな分子と大きな分子の間に明確な境界線はありませんが、グルコース (C ₆ H ₁₂ O ₆ )、メタン (CH ₄ ) などのほとんどの単純な分子、および最大で数百個の原子からなるさらに大きな複合体は、依然として分子と見なされます。少し。
• 高分子または高分子:高分子という用語は、ほとんどの場合、何千もの原子を含み、モノマーと呼ばれる複数の小さな分子が次々に結合して形成される分子を指すために予約されています。これは、天然ポリマーと合成ポリマーの両方の場合です。例には、DNA、RNA、およびタンパク質のポリペプチド鎖が含まれます。

起源による分子の種類

• 有機分子:これらは、水素、酸素、窒素、リン、ハロゲン、硫黄などを含むことができる炭素ベースの分子であり、炭化水素、アルコール、芳香族化合物などの生物に由来します。
• 無機分子：有機分子の反対です。それらは大気、土壌、水域で発生しますが、生物の介入はありません。
• 生物学的に重要な分子:有機分子の中には、生命と細胞プロセスにとって特に重要な分子のグループがあります。これらの分子には、水、炭水化物、アミノ酸とタンパク質、核酸、脂質などが含まれます。

極性による分子の種類

• 極性分子:正味の双極子モーメントを持つ分子です。つまり、双極子モーメントが互いに打ち消し合わない極性結合を持っています。
• 非極性分子:これらは、極性結合を持たないか、分子の対称性によりすべての結合の双極子モーメントが互いに打ち消し合う分子です。

大きな分子と小さな分子の例

オゾン (O ₃ )

オゾンは、無機等核三原子分子の例です。

バッキーボールまたはフラーレン (C ₆₀ )

_{C 60}フラーレンは、炭素の分子同素体の 1 つです。サッカーボールに似た球体を形成する60個の炭素原子の分子で構成されているため、等核分子です。

四酸化二窒素（N ₂ O ₄）

この茶色のガスは、小さな異核無機分子であるN ₂ O ₄分子で構成されています。

アセトン ((CH ₃ ) ₂ C=O)

アセトンは極性有機分子の例です。

スクロース (C ₁₂ H ₂₂ O ₁₁ )

この炭水化物は二糖類 (2 つの糖分子が結合して形成される) であり、生物学的に重要な有機分子を表します。

球状アクチン（Gアクチン）

球状アクチンは、球状構造を形成する 374 個のアミノ酸の結合によって形成される生体高分子であるタンパク質の一例です。

参考文献

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