Молекул эсвэл атомын аль нь том вэ? Химийн бүтцийн сонгодог онол

Бүх бодисууд бие даасан жижиг хэсгүүдээс бүрддэг гэсэн таамаглал хоёр мянга гаруй жилийн өмнө гарч ирсэн. Гэхдээ зөвхөн XIX - XX зууны төгсгөлд. тэдгээр нь ямар төрлийн бөөмс, ямар шинж чанартай болохыг тогтоосон.

Бодис бүрдүүлэгч хэсгүүдийг нэрлэдэг молекулууд. Жишээлбэл, усны хамгийн жижиг хэсэг нь усны молекул, элсэн чихрийн хамгийн жижиг хэсэг нь чихрийн молекул гэх мэт.

Молекулуудын хэмжээ хэд вэ?

Бөөн элсэн чихрийг маш жижиг үр тариа, улаан буудайн үр тариаг гурил болгон нунтаглаж болно гэдгийг мэддэг. Усны гадаргуу дээгүүр тархсан нэг дусал тос нь хүний ​​үсний диаметрээс хэдэн арван мянга дахин бага зузаантай хальс үүсгэдэг. Гэхдээ гурилын үр тариа, тосны хальсны зузаан нь нэг биш, харин олон молекул агуулдаг. Энэ нь эдгээр бодисын молекулуудын хэмжээ нь гурилын ширхэгийн хэмжээ, хальсны зузаанаас ч бага байна гэсэн үг юм.

Дараах харьцуулалтыг хийж болно: молекул нь алим нь бөмбөрцөгөөс жижиг хэмжээтэй адил дундаж хэмжээтэй алимаас хэд дахин бага байна. Хэрэв бүх биеийн хэмжээ сая дахин ихэссэн бол (үүнтэй зэрэгцэн хүний ​​хурууны зузаан 10 км-тэй тэнцэх болно) тэр үед ч гэсэн молекул нь энэ хэвлэсэн үсгийн фонтын зөвхөн хагас хэмжээтэй байх болно. сурах бичиг.

Молекулуудыг энгийн нүдээр харах боломжгүй. Тэдгээр нь маш жижиг тул 1000 дахин томруулдаг микроскопоор ч харагдахгүй.

Биологичид 0.001 мм хэмжээтэй бичил биетнийг (жишээлбэл, бактери) мэддэг. Молекулууд нь хэдэн зуу, мянга дахин бага байдаг.

Молекулуудын хэмжээг тодорхойлохын тулд янз бүрийн туршилт хийсэн. Тэдний нэгийг тайлбарлая.

Усыг цэвэрхэн угаасан том саванд хийж, гадаргуу дээр нь нэг дусал тос тавьсан. Газрын тос нь усны гадаргуу дээгүүр тархаж, хальс үүсгэж эхлэв. Газрын тос тархах тусам хальсны зузаан нь нимгэн, нимгэн болсон. Хэсэг хугацааны дараа тархалт зогссон. Хэрэв бид бүх газрын тосны молекулууд усны гадаргуу дээр байсан (нэг молекул зузаантай хальс үүсгэдэг) учир ийм зүйл болсон гэж үзвэл молекулын диаметрийг тодорхойлохын тулд үүссэн хальсны зузааныг олоход хангалттай. .

Киноны зузаан h нь түүний V эзэлхүүнийг S талбайтай харьцуулсан харьцаатай тэнцүү байна.

Киноны эзэлхүүн нь усны гадаргуу дээр байрлуулсан дуслын хэмжээ юм. Үүнийг урьдчилан хэмждэг; Үүнийг хийхийн тулд хэмжих цилиндрийг ашиглана уу. Пипеткээр хэдэн арван дусал тосыг хоосон аяганд дусааж, нийт хэмжээг нь хэмжинэ; дараа нь энэ эзлэхүүнийг дуслын тоонд хуваахад нэг дуслын эзэлхүүнийг олно.

Тайлбарласан туршилтанд дусал V = 0.0009 см 3 эзэлхүүнтэй байсан бөгөөд үүнээс үүссэн хальсны талбай нь S = 5500 см 2 байна. Эдгээр утгыг томъёогоор (26.1) орлуулснаар бид олж авна

h = 0.00000016 см.

Энэ тоо нь газрын тосны молекулын ойролцоо хэмжээг илэрхийлдэг.

Молекулууд нь маш жижиг тул бие бүрт асар их хэмжээгээр агуулагддаг. Тэдний тооны талаар ойлголттой болохын тулд жишээ татъя: хэрэв та устөрөгчөөр дүүргэсэн хүүхдийн резинэн бөмбөгөнд секунд тутамд нэг сая молекул гарч ирдэг ийм нимгэн цоолбор хийвэл бүх зүйлд 30 тэрбум жил шаардагдана. бөмбөгөөс зугтах молекулууд! Бөмбөгийг дүүргэх устөрөгчийн масс ердөө 3 гр байсан ч энэ нь тийм ч чухал биш юм.

Хэдийгээр молекулууд нь маш жижиг хэсгүүд боловч хуваагддаг. Молекулыг бүрдүүлдэг бөөмсийг нэрлэдэг атомууд.

Төрөл бүрийн атомыг ихэвчлэн тусгай тэмдгээр тэмдэглэдэг. Жишээ нь:

хүчилтөрөгчийн атом - O,
устөрөгчийн атом - H,
нүүрстөрөгчийн атом - C.

Молекулуудыг тодорхойлох тусгай тэмдэг (химийн томъёо гэж нэрлэдэг) бас байдаг. Жишээлбэл, хүчилтөрөгчийн молекулнь хүчилтөрөгчийн хоёр ижил атомаас тогтдог тул дараах химийн томъёог ашиглана: O 2. Усны молекулнь хүчилтөрөгчийн нэг атом ба устөрөгчийн хоёр атом гэсэн гурван атомаас бүрддэг тул үүнийг H 2 O гэж нэрлэдэг.

Зураг 68-д хоёр усны молекулын ердийн дүрсийг харуулав. Хоёр усны молекулыг хуваахад хоёр хүчилтөрөгчийн атом, дөрвөн устөрөгчийн атомыг олж авна. Хоёр устөрөгчийн атом бүр нэгдэж устөрөгчийн молекул, хүчилтөрөгчийн хоёр атом бүр нэгдэж хүчилтөрөгчийн молекул үүсгэж болохыг Зураг 69-д схемээр үзүүлэв. Орчин үеийн технологи нь бие даасан атом, молекулуудын гэрэл зургийг авах боломжтой болгодог. 70-р зурагт 70 сая дахин томруулсан электрон голограф микроскоп ашиглан авсан хүнцлийн фторын молекулын гэрэл зургийг үзүүлэв. Нэг атомын гэрэл зургийг 260 сая дахин томруулсан аргон атомын дүрсийг 71-р зурагт харж болно.
Атомууд нь маш жижиг хэсгүүд боловч нарийн төвөгтэй бүтэцтэй байдаг. Үүнээс ч илүү жижиг хэсгүүд байдаг бөгөөд та үүнийг дараа нь мэдэх болно.

1. Бодис бүрдүүлэгч хэсгүүдийг юу гэж нэрлэдэг вэ? 2. Молекулын хэмжээг тодорхойлох туршилтыг тайлбарла. 3. Молекулыг бүрдүүлдэг бөөмсийг юу гэж нэрлэдэг вэ? 4. Усны молекул ямар атомуудаас бүрдэх вэ? H 2 O томъёо нь юу гэсэн үг вэ? 5. Хэрэв энэ молекул нь устөрөгчийн хоёр ижил атомаас бүрддэг нь мэдэгдэж байгаа бол устөрөгчийн молекулын химийн томъёог бич. 6. Химийн томъёо нь CO 2 бол нүүрстөрөгчийн давхар ислийн молекул хэдэн (ямар) атомаас бүрдэх вэ?

Ус бол дэлхий дээрх бүх амьдралын гол бүрэлдэхүүн хэсэг юм. Энэ нь организмын амьдрах орчин, тэдгээрийн бүтцийн гол элемент, улмаар амьдралын эх үүсвэр юм. Үүнийг үйлдвэрлэлийн бүх салбарт ашигладаг. Тиймээс усгүйгээр амьдралыг төсөөлөхөд маш хэцүү байдаг.

Усанд юу багтдаг вэ

Ус нь устөрөгч, хүчилтөрөгчөөс бүрддэг гэдгийг хүн бүр сайн мэддэг. Энэ үнэн. Гэхдээ эдгээр хоёр элементээс гадна ус нь химийн бүрэлдэхүүн хэсгүүдийн асар их жагсаалтыг агуулдаг.

Ус юунаас бүрддэг вэ?

Энэ нь ууршилт, конденсаци, хур тунадас гэх мэт гидрологийн мөчлөгөөр дамжих хандлагатай байдаг. Эдгээр үзэгдлийн явцад ус нь олон органик нэгдлүүд, металлууд, хийнүүдтэй харьцдаг бөгөөд үүний үр дүнд шингэнийг янз бүрийн элементүүдээр дүүргэдэг.

Усны бүрэлдэхүүн хэсгүүдийг 6 бүлэгт хуваадаг.

1. Ионууд. Үүнд: Na, K, Mg, Ca катионууд, анионууд: Cl, HCO 3 ба SO 4. Эдгээр бүрэлдэхүүн хэсгүүд нь бусадтай харьцуулахад хамгийн их хэмжээгээр усанд байдаг. Тэд хөрсний давхарга, байгалийн ашигт малтмал, чулуулаг, түүнчлэн үйлдвэрлэлийн бүтээгдэхүүний задралын элемент болгон шингэнд ордог.
2. Ууссан хий: хүчилтөрөгч, азот, хүхэрт устөрөгч, нүүрстөрөгчийн давхар исэл болон бусад. Усан дахь хий бүрийн хэмжээ нь түүний температураас шууд хамаардаг.
3. Биоген элементүүд. Гол нь хурдас, бохир ус, хөдөө аж ахуйн уснаас шингэнд ордог фосфор, азот юм.
4. Микроэлементүүд. 30 орчим зүйл байдаг. Усны найрлага дахь тэдгээрийн үзүүлэлтүүд нь маш бага бөгөөд 1 литр тутамд 0.1-ээс микрограмм хооронд хэлбэлздэг. Үүнд: бром, селен, зэс, цайр гэх мэт.
5. Усанд ууссан органик бодис, азот агуулсан бодисууд. Эдгээр нь архи, нүүрс ус, альдегид, фенол, пептид гэх мэт.
6. Хорт бодис. Эдгээр нь ихэвчлэн хүнд металл, нефтийн бүтээгдэхүүн юм.

Усны молекул

Тэгэхээр ус ямар молекулуудаас бүрддэг вэ?

Усны томъёо нь өчүүхэн юм - H 2 O. Мөн энэ нь усны молекул нь устөрөгч, хүчилтөрөгчийн атомуудаас бүрддэг болохыг харуулж байна. Тэдний хооронд тогтвортой харилцаа бий болсон.

Усны молекул сансарт ямар харагддаг вэ? Молекулын хэлбэрийг тодорхойлохын тулд атомын төвүүдийг шулуун шугамаар холбосноор гурван хэмжээст дүрс болох тетраэдр үүсдэг. Энэ бол усны бүтэц юм.

Усны молекулын хэлбэр нь нэгтгэх төлөв байдлаас хамааран өөрчлөгдөж болно. Хийн төлөвийн хувьд хүчилтөрөгч ба устөрөгчийн атомуудын хоорондох өнцөг нь 104.27 o, хатуу төлөвт - 109.5 o, шингэн төлөвт - 105.03 o байна.

Усыг бүрдүүлэгч молекулууд нь сансар огторгуйд тодорхой эзэлхүүнийг эзэлдэг бол тэдгээрийн бүрхүүлүүд нь хөшиг хэлбэртэй электрон үүлээр бүрхэгдсэн байдаг. Усны молекулын гадаад төрхийг хавтгайд харвал генетикийн мэдээллийг дамжуулах үүрэгтэй X хэлбэрийн хромосомтой харьцуулж, улмаар шинэ амьдралыг бий болгодог. Энэ хэлбэрээс амьдралын эх үүсвэр болох хромосом ба ус хоёрын хооронд зүйрлэл гардаг.

Сансарт молекул нь гурван хэмжээст гурвалжин, тетраэдр шиг харагддаг. Энэ хэлбэр нь маш тогтвортой бөгөөд зөвхөн усан дээрх гадны физик хүчин зүйлийн нөлөөллөөс болж өөрчлөгддөг.

Ус юунаас бүрддэг вэ? Ван дер Ваалсын хүчний нөлөөнд автдаг атомуудаас устөрөгчийн холбоо үүсдэг. Үүнтэй холбогдуулан хөрш зэргэлдээх молекулуудын хүчилтөрөгч ба устөрөгчийн хооронд санамсаргүй холбоо, кластерууд үүсдэг. Эхнийх нь эмх замбараагүй бүтэц, хоёр дахь нь захиалгат түншүүд юм.

Усны ердийн төлөвт холбоотны тоо 60%, кластерууд - 40% байна.

Устөрөгчийн гүүр үүсэх нь хөрш усны молекулуудын хооронд боломжтой бөгөөд энэ нь янз бүрийн бүтэц - кластер үүсэхэд хувь нэмэр оруулдаг.

Кластерууд нь устөрөгчийн холбоогоор дамжуулан бие биетэйгээ харьцах чадвартай бөгөөд энэ нь шинэ дарааллын бүтэц болох зургаан талт бүтэц үүсэхэд хүргэдэг.

Усны молекулын электрон бүтэц

Атом нь уснаас бүтдэг зүйл бөгөөд атом бүр өөр өөр электрон бүтэцтэй байдаг. Тиймээс цахим түвшний график томъёо нь дараах байдалтай байна: 8 O 1s 2 2s 2 2p 4, 1 H 1s 1.

Усны молекул үүсэх процесс явагдах үед электрон үүлний давхцал үүсдэг: хүчилтөрөгчийн хоёр хосгүй электрон нь устөрөгчийн 1 хосгүй электронтой давхцдаг. Давхардлын үр дүнд атомуудын хооронд 104 градусын өнцөг үүсдэг.

Усны физик байдал

Өмнө дурьдсанчлан, усны молекулууд нь диполь бөгөөд энэ нь ер бусын зүйлд нөлөөлдөг Эдгээр шинж чанаруудын нэг нь ус нь шингэн, хатуу, уур гэсэн гурван төлөвт агуулагдах боломжтой байдаг.

Нэг төлөвөөс нөгөөд шилжих нь дараахь үйл явцтай холбоотой юм.

1. Буцалгах - шингэнээс уур хүртэл.
2. Конденсац гэдэг нь тэдгээрийн уурыг шингэн (хур тунадас) болгон хувиргах явдал юм.
3. Талсжилт гэдэг нь шингэн нь мөс болж хувирах явдал юм.
4. Хайлах гэдэг нь мөс хайлж, шингэн үүсэх үйл явц юм.
5. Сублимация гэдэг нь мөсийг уурын төлөвт хувиргах явдал юм.
6. Десублимаци гэдэг нь сублимацийн урвуу урвал, өөрөөр хэлбэл уурыг мөс болгон хувиргах явдал юм.

Түүний молекулын торны бүтэц нь усны төлөв байдлаас хамаарна.

Дүгнэлт

Тиймээс ус нь нөхцөл байдлаас шалтгаалан өөрчлөгдөж болох энгийн бүтэцтэй гэж хэлж болно. Ус ямар молекулуудаас бүрддэг нь бидэнд тодорхой болсон.

МОЛЕКУЛ(новолат. молекул, латин хэлнээс багассан. моль-масс), хоёр ба түүнээс дээш ширхэгээс үүссэн, бие даан амьдрах чадвартай бичил бөөмс. оршихуй. Энэ нь түүний бүрэлдэхүүн хэсгүүдийн тогтмол найрлагатай (чанар, тоо хэмжээ) бөгөөд тогтмол байдаг. тоо бөгөөд нэг молекулыг бусдаас, тэр дундаа ижил найрлагатай молекулуудаас ялгах боломжийг олгодог олон шинж чанартай байдаг. Молекул нь харилцан үйлчлэлцдэг ба цөмүүдээс бүрдсэн систем нь өөр өөр төлөвт байж болно. төлөв байдалд орж, нэг төлөвөөс нөгөө муж руу албадан (гадны нөлөөний нөлөөн дор) эсвэл аяндаа шилжих. Өгөгдсөн төрлийн бүх молекулууд нь молекулуудад үйлчилдэг ирмэгүүд нь тодорхой төлөвөөр тодорхойлогддог. Тэд яаж бие даасан байдаг. Молекул үүсэх нь төлөв бүрт тодорхой физик шинж чанартай байдаг.

Ихэнхдээ молекул гэж нэрлэдэг. цахилгаан саармаг тоосонцор; хэрэв молекул нь цахилгаан гүйдэл дамжуулдаг бол. цэнэг (эерэг эсвэл сөрөг), дараа нь тэд хөлөг онгоцны тухай ярьдаг. (эсвэл хариу). Энэ асуудалд тэр үүнийг тавих болно.

үргэлж сөрөг талуудтай зэрэгцэн оршдог. Нэгдмэл байдлаас ялгаатай олон янзын төлөвт байгаа молекулуудыг (ихэвчлэн давхар төлөвт) гэж нэрлэдэг. радикалууд. Үнэгүй ердийн нөхцөлд радикалууд, дүрмээр бол удаан оршин тогтнох боломжгүй. цаг. Гэсэн хэдий ч үнэ төлбөргүй байдаг нь мэдэгдэж байна. нэлээд тогтвортой, хэвийн нөхцөлд оршин тогтнох боломжтой харьцангуй нарийн бүтэцтэй радикалууд (харна уу).

Молекул дахь бүрэлдэхүүн хэсгүүдийн тооноос хамааран молекулуудыг хоёр атомт, гурвалсан гэх мэтээр ялгадаг. Хэрэв молекул дахь тоо хэдэн зуу, мянгаас давсан бол молекулыг дуудна. . Молекулын бүх бүрэлдэхүүн хэсгүүдийн массын нийлбэрийг (мөн харна уу) гэж үзнэ. Моль хэмжээтэй. Бүх бодисын массыг бага ба өндөр молекулт гэж хуваадаг.Сонгодог

молекулыг бодисын үндсэн шинж чанарыг тодорхойлдог хамгийн тогтвортой жижиг (масс, хэмжээгээр) бөөмс гэж үздэг. Энэ бөөмс нь бие биентэйгээ химийн холбоогоор (ижил эсвэл өөр) үүсдэг. Молекул дахь үзэл баримтлал нь дэлгэрэнгүй биш юм; Ерөнхийдөө энэ нь тусгаарлагчаас ялгаатай.

, тиймээс тэд үр дүнтэй, зан төлөв, шинж чанар нь өөр өөр молекулуудад өөр өөр байдаг талаар ярьдаг.нь молекулыг тодорхой нэгээс бүрдэх ба дотор нь байрлах систем гэж илэрхийлдэг бөгөөд үүнээс молекул нөгөө рүү шилжих боломжтой. Төлөв бүр ба түүний цаг хугацааны өөрчлөлт () нь Шредингерийн тэгшитгэлийн шийдэл (тогтворгүй эсвэл түр зуурын) эсвэл Лиувиллийн квант тэгшитгэлийг хангах долгионы функцээр тодорхойлогддог (харна уу). Тусгаарлагдсан молекулуудын хувьд Шредингерийн тэгшитгэлийг ихэвчлэн ийм координатын системд шийддэг бөгөөд гарал үүсэл нь массын төвд (молекул эсвэл систем) байрладаг. Энэ нь оролтыг салгах боломжийг танд олгоно. бусад бүх төрлийн хөдөлгөөнөөс молекулын хөдөлгөөн. Тусгаарлагдсан молекулын хөдөлгөөнгүй төлөв байдлын хувьд долгионы функц нь орон зайн тодорхой хязгаарлагдмал мужид мэдэгдэхүйц нутагшсан бөгөөд системийн хязгаарлагдмал (холбогдсон, тогтвортой) төлөвийг тодорхойлдог, эсвэл түлхэх (хүлээхгүй) байдлыг тодорхойлдог тийм нутагшуулалтгүй байдаг. системийн байдал. Б хөөгдөнө. Үнэн хэрэгтээ молекулын төлөв байдал байдаггүй, гэхдээ бие биетэйгээ харилцан үйлчилдэг фрагментүүд байдаг бөгөөд ийм төлөвт шилжсэн молекул задрах болно. Молекулын тогтворгүй төлөвүүд бас боломжтой боловч цаг хугацааны хувьд маш удаан өөрчлөгддөг тул молекул нь эдгээр төлөвт нэлээд удаан хугацаагаар үлдэх боломжтой (туршилтын онцлог хугацаа эсвэл ажиглалтын хугацаатай харьцуулахад). систем). Молекулын ийм төлөвийг ихэвчлэн нэрлэдэг метастабил (эсвэл бараг холбогдсон).

Тусгаарлагдсан молекулын хувьд гарал үүсэл нь массын төвд байрладаг координатын системийн тэнхлэгүүдийн чиглэлийг бүхэл бүтэн молекулын эргэлтийг аль болох бүрэн оруулахгүй байхаар сонгосон (жишээлбэл. , координатын тэнхлэгүүд нь молекулын инерцийн эллипсоидын үндсэн тэнхлэгийн дагуу чиглүүлж эсвэл сонгосон цөмийн тохируулгатай холбоотой байж болно). дагуу, фи-сер бүрийн хувьд. тохиргоог хийснээр та электрон төлөв, холбогдох электрон долгионы функц, зөвийг тодорхойлж чадна.

Хүчтэй. гадаргуу нь тухайн молекулын цөм хөдөлж буй потенциалыг тодорхой илэрхийлдэг; Энэ потенциалтай Шредингерийн тэгшитгэлийн шийдэл нь хэлбэлзэл юм. Модулийн квадрат нь тухайн молекул дахь нэг буюу өөр цөмийн тохиргоог илрүүлэх магадлалын нягтыг тодорхойлдог долгионы функцууд. Хүчтэй. холбоотой электрон төлөвт байгаа молекулын гадаргуу, магадгүй. маш энгийн, жишээ нь. гэж нэрлэгдэх зүйлд тохирсон нэг доод хэмжээтэй байна. тэнцвэрийн геом. үндсэн тохиргоо. Цөм хоорондын зай нэмэгдэхийн хэрээр боломжит . молекулын энерги нь тодорхой хязгаарлагдмал утга хүртэл нэмэгдэж, энэ үед молекул хоёр (эсвэл түүнээс дээш) моль болж хуваагдана. фрагмент (жишээлбэл, ).

Бусад тохиолдолд боломжийн хувьд.Молекулын энерги ойролцоогоор ижил хязгаарт өөрчлөгддөг харьцангуй бага саадтай (аравны хэдэн кЖ/ хүртэл), эсвэл зөөлөн хөндий эсвэл шуудуугаар тусгаарлагдсан бараг л минимумууд байдаг. Тэгэхээр NaAlF 4 нь дөрөвтэй

бага саадаар тусгаарлагдсан эквивалент хамгийн бага. Минимумууд нь AlF 4 тетраэдрын дөрвөн нүүр (гурвалсан салаа зохицуулалт) бүр дэх Na-ийн тэгш хэмтэй зохицуулалттай тохирч байна;

Хэрэв молекулыг бүрдүүлдэг цөмийн системд ижил төстэй системүүд багтсан бол цөмийн бүх тохиргооны дунд тодорхой орон зайтай байдаг. . Хүчтэй. Молекулуудын гадаргуу нь ийм тохиргоонд тохирох үйлдлүүдийн хувьд тэгш хэмтэй байдаг. Ийм учраас цөмийн тэгш хэмийн тохиргоо нь потенциалын туйлын цэгүүдтэй үргэлж тохирдог. гадаргуу (минимум, максимум, гулзайлтын цэг). Хэрэв тэнцвэрт байдал нь өгөгдсөн цөмийн системийн хувьд хамгийн их боломжит байхгүй эсвэл бүрэн тэгш бус байвал тухайн молекулын тэгш хэмтэй цөмийн тохиргоог хийх боломжийг олгодог эдгээр үйлдлүүдийн тусламжтайгаар эхнийхээс олж авсан тэнцвэрийн тэнцвэрийн тохиргоо байх ёстой (харна уу). .

Квантын онол нь молекулын задралын талаар илүү баялаг, бүрэн дүр зургийг өгдөг. сонгодог харьцуулахад муж. химийн онол барилгууд. Энэ нь юуны түрүүнд химийн бодис хийх боломжийг олгодог тархалтын нэг буюу өөр шинж чанарт үндэслэсэн молекул дахь бонд (ковалентын холбоо нь ийм бонд үүсгэх хоорондын валентын бондын ойролцоогоор тэгш хэмтэй тархалттай тохирч байна; энэ нягтын аль нэгэнд хүчтэй шилжсэнтэй тохирч байна) эсвэл гарал үүслийн талаархи санаан дээр үндэслэсэн. тодорхой холбоо (жишээлбэл, ), эсвэл бусад шинж чанарын дагуу (жишээлбэл, нэгдмэл холбоо бүхий молекул эсвэл тархсан холбоо бүхий молекул). Квантын онол нь нэг тусгаарлагдсан молекулаас олон молекулаас бүрдэх бодис руу шилжих явцад үүссэн төлөв байдлын өөрчлөлтийг харгалзан үзэх боломжийг олгодог. нөхцөл.Хэдийгээр квант онолын хатуу заалтууд нь жишээлбэл харилцан үйлчлэгч хоёр молекулыг (N 2 + N 2, N 2 + H 2 O гэх мэт) бүх цөм ба эдгээрийг багтаасан нэг системд авч үзэхийг шаарддаг. Хоёр молекулыг нэгэн зэрэг (идентификаторын цөмийн дэд системүүдэд шилжүүлэх шаардлага гэх мэт) боловч квант онолын аргууд олон талаараа зөвшөөрдөг. тухай санаагаа хадгалах тохиолдол

Эдгээр нь ялангуяа конденсатор руу шилжих үед бүрэн бүтэн хэвээр үлддэг молекулуудын талаархи санаанууд (гол төлөв ковалент холбоо бүхий).

гэсэн утгатай үе шат. градусын тэнцвэрт цөм хоорондын зай ба валентын хугарал, үндсэн. чичиргээний давтамж гэх мэт ижил төстэй конденсаторууд. үе шатуудыг ихэвчлэн гэж нэрлэдэг гэж тэд хэлдэг

эсвэл хэлэх . Нөгөөтэйгүүр, молекулуудад хувийн шинж чанар нь заримдаа хадгалагдаагүй бөгөөд бүх зүйл эсвэл нэг төрлийн нэг молекулыг төлөөлдөг. Дүрмээр бол тэд өөрсдийн үндсэн зарчмуудыг хадгалдаг. адсорбир дахь онцлог шинж чанар ба молекулууд. нөхцөл, түүнчлэн .Сонгодог ба квант механик. онолын молекулуудын талаархи санааг өргөн хүрээтэй туршилтаар баталж, сайжруулдаг. тэдний гэгээнтнүүдийн тухай материал ба эдгээр гэгээнтнүүдийн барилга байгууламжтай холбоотой.

Энэхүү үзэл баримтлал нь геом гэсэн хоёр зүйлийг агуулна. авч үзэж байгаа муж дахь цөмийн тэнцвэрт бүтцийн бүтэц (эсвэл чичиргээний хөдөлгөөний дундажаар авсан цөмийн тохиргоо) ба электрон бүтэц нь үндсэндээ задрах үед тархалтаар тодорхойлогддог. геом. цөмийн тохиргоо, цөмийн бүтцийн нэг бүсээс нөгөөд шилжих явцад энэ тархалтын өөрчлөлт, түүнчлэн бусад физикийн тархалт. хэмжигдэхүүн (жишээлбэл, хоёр электрон нягт).

Геомын шинж чанар. Үүнд: бондын урт (цөм хоорондын зай, химийн холбоогоор холбогдсон), бондын өнцөг (өгөгдсөн цөмөөс хөрш хоёр цөмийн цөм хүртэлх чиглэл хоорондын өнцөг, тухайн химийн холбоонд холбогдсон), мушгирах буюу хоёр талт өнцөг (хоёр талт) cl сонгогдсон гурвалсан бөөмийг дайран өнгөрөх хоёр хавтгайн хоорондох өнцөг). Дүрмээр бол геом. аспект нь молекулд орсон химийн бүрэлдэхүүн хэсгүүд, дараалал, олон талт байдлын талаархи мэдээллийг агуулдаг. тэдгээрийн хоорондын холбоо, боломжит конформаци. гэх мэт. Сонгодог дээр үндэслэсэн Онолын хувьд молекулын бүтцийн талаархи ийм ойлголт нь бүтцийн хувьд ижил төстэй бүтцийн хэсгүүдийг төрөл болгон ангилах, молекулуудын шинж чанарыг тэдгээрт байгаа зарим төрлийн бүтцийн хэсгүүдийн тоотой харьцуулах, шинж чанарыг харьцуулах боломжийг олгодог. ижил төстэй бүтцийн хэсгүүдээс бүтсэн молекулуудын . Энэ аргын тусламжтайгаар төлөв бүр дэх молекулыг материаллаг цэгүүдийн системээр эсвэл ерөнхий тохиолдолд радиусыг тодорхой дүрмийн дагуу тодорхойлсон давхцаж буй бөмбөрцгийн системээр дүрсэлж болно. жишээ нь үзнэ үү).

Спектроскоп аргууд нь химийн спектрийн бие даасан байдал дээр суурилдаг. молекул тус бүрийн төлөв байдлын багц ба тэдгээрт харгалзах энергиээр тодорхойлогддог нэгдлүүд. түвшин. Эдгээр аргууд нь чанарын болон тоон туршилт хийх боломжийг олгодог. Спектрийн бичил долгионы бүс дэх шингээлт буюу ялгаралтын спектрүүд нь эргэлт хоорондын шилжилтийг судлах боломжтой болгодог. төлөв, молекулын инерцийн момент, тэдгээрийн үндсэн дээр бондын урт гэх мэтийг тодорхойлох геом. молекулын параметрүүд. Дүрмээр бол чичиргээ болон эргэлтийн систем хоорондын шилжилтийг судалдаг. төлөвт ордог бөгөөд спектрийн шинжилгээнд өргөн хэрэглэгддэг. зорилго, учир нь олон Молекулын зарим бүтцийн фрагментуудын чичиргээний давтамж нь онцлог шинж чанартай бөгөөд нэг молекулаас нөгөөд шилжих үед бага зэрэг өөрчлөгддөг. Үүний зэрэгцээ энэ нь тэнцвэрийн геомыг шүүх боломжийг бидэнд олгодог. тохиргоо (чанарын хувьд - спектрийн аль нэгтэй нийцэж байгаа эсэх, тоон хувьд - урвуу хэлбэлзлийн асуудлыг шийдвэрлэхэд үндэслэсэн, наад зах нь атом багатай молекулуудын хувьд; үзнэ үү.

Материйн бүтэц нь эртний философичдын дунд хамгийн түгээмэл маргааны сэдвүүдийн нэг юм. Эрт дээр үеэс хүмүүс бидний эргэн тойрон дахь матери хэрхэн бүтэцлэгдсэн, бүх объект юунаас бүрддэг талаар таамаглал дэвшүүлсээр ирсэн. Матери нь гал, ус, агаар эсвэл шорооноос бүрддэг гэсэн нийтлэг үзэл бодол байдаг - 4 элемент.

Демокритын материйн бүтцийн тухай онол

Бусдын дунд эртний Грекийн эрдэмтэн Демокрит матери нь хуваагдашгүй хамгийн жижиг хэсгүүдээс бүрддэг гэсэн үзэл бодолтой байв. Эртний Грек хэлнээс атомыг "хуваашгүй" гэж орчуулсан тул эдгээр хэсгүүдийг атом гэж нэрлэдэг байв. Демокритийн энэхүү таамаглал нь удаан хугацааны туршид олны анхаарлыг татсангүй, заримдаа бүр доромжлол гэж үздэг байв.

Зөвхөн 18-р зуунд физик, хими хөгжсөнөөр эрдэмтэд Демокритын санааг баталж, хөгжүүлж чадсан. Гэхдээ энэ эсвэл өөр төрлийн геометрийн хамгийн энгийн төлөөлөгч нь атом биш, харин молекул болжээ. Гэхдээ молекул нь эргээд атомуудаас бүрддэг.

Жишээлбэл, усны молекул H2O нь ус гэх мэт бодисын хамгийн жижиг төлөөлөгч юм. Усны молекул нь хоёр устөрөгчийн атом, нэг хүчилтөрөгчийн атомаас бүрдэнэ. Устөрөгч ба хүчилтөрөгч нь өөрөө усны шинж чанартай байдаггүй. Эсрэгээрээ ийм холбоо үүссэн үед л ус ус болдог.

Тэгэхээр бодис нь молекулуудаас бүрддэг. Гэхдээ бид яагаад үүнийг анзаарахгүй байна вэ? Хариулт нь энгийн: молекулууд нь маш жижиг тул хүний ​​нүдэнд үл үзэгдэх юм. Зөвхөн электрон микроскопоор бие даасан молекулуудыг шалгаж болно.

Аль нь молекулуудаас жижиг вэ?

Молекулууд нь эргээд бидний олж мэдсэнээр атомуудаас бүрддэг. Гэсэн хэдий ч Демокритын үеийнхээс ялгаатай нь атомыг хуваагдашгүй гэж үзэхээ больсон (гэхдээ энэ нь нэрийг хадгалахад саад болоогүй). 20-р зууны эхээр эрдэмтэд атомыг "тасдаж", атомын дотоод бүтцийг судалж чадсан.

Атом нь цөм ба цөмийн эргэн тойронд эргэлддэг электроноос бүрддэг болох нь тогтоогдсон. Хожим нь цөм нь эргээд протон ба нейтроноос бүрддэг болох нь тогтоогдсон. 21-р зууны физик илүү урагшилж, протон, нейтрон, электронууд юунаас бүрддэг болохыг олж мэдэхийг хичээдэг. Орчин үеийн эрдэмтдийн хүрч байгаа үр дүн нь Демокритыг баярлуулах нь гарцаагүй.

Материйн бүтцийг судлахад адрон коллайдерын үүрэг

Ийнхүү Франц, Швейцарийн хил дээр газар доор баригдсан асар том байгууламж болох Том Адрон Коллайдер дээр туршилтууд эрчимтэй явагдаж байна. Том Адрон Коллайдер бол протоныг хурдасгадаг 30 км урт хаалттай хоолой юм. Бараг гэрлийн хурд хүртэл хурдассан протонууд мөргөлддөг.

Цохилтын хүч маш их тул протонууд хэсэг хэсгээрээ "эвдэрсэн". Ийм байдлаар адронуудын дотоод бүтцийг (протон, нейтрон эсвэл электрон гэж нэрлэдэг) судлах боломжтой гэж үздэг. Хүн материйн дотоод бүтцийг судлах тусам улам их бэрхшээлтэй тулгардаг нь ойлгомжтой.

Хүссэн бөөмийн хэмжээ бага байх тусам судалгаанд зориулж бүтэц нь илүү их байх ёстой гэдгийг тэмдэглэх нь зүйтэй. Харин инээдэмтэй... Демкоритийн төсөөлж байсан хуваагдашгүй бөөм огт байхгүй бөгөөд бөөмсийг эцэс төгсгөлгүй хувааж болно. Энэ чиглэлийн судалгаа нь орчин үеийн физикийн хамгийн хурдацтай хөгжиж буй сэдвүүдийн нэг юм.

Эерэг ба сөрөг цэнэг агуулсан байж болно, өөрөөр хэлбэл; Энэ тохиолдолд хэрэгждэг. Эдгээрээс гадна хоорондын харилцан үйлчлэл сул байна. Валентын холбоогүй бондын хооронд түлхэх хүч үйлчилдэг.

Бүтцийн тухай сургаалийн хөгжил нь юуны түрүүнд амжилттай салшгүй холбоотой. 60-аад онд бүтээгдсэн бүтцийн онол. 19-р зуун А.М.Бутлеров, Ф.А.Кекуле, А.С.Купер болон бусад хүмүүсийн бүтээлүүд нь валентийн дарааллыг илэрхийлсэн бүтцийн томьёогоор эсвэл илэрхийлэх боломжийг олгосон. Ижил эмпирик томъёогоор өөр өөр шинж чанартай (үзэгдэл) өөр өөр бүтэц байж болно. Эдгээр нь жишээлбэл, C 5 H 5 OH ба (CH 3) 2 O. Эдгээр нэгдлүүд нь ялгаатай:

Зарим тохиолдолд изомерууд бие биедээ хурдан хувирч, тэдгээрийн хооронд динамик харилцаа үүсдэг (харна уу). Дараа нь Ж.Х.Вант Хофф, Францын химич А.Ж.Ле Бел нар бие даан орон зайн зохион байгуулалтын талаар ойлголттой болж, үзэгдлийн тайлбарыг хийжээ. А.Вернер (1893) бүтцийн онолын ерөнхий санааг органик бус зүйл болгон өргөжүүлсэн. 20-р зууны эхэн үе гэхэд. зөвхөн тэдгээрийн химийн шинж чанарыг судлахад үндэслэсэн нарийвчилсан онолтой байсан. Хожим нь боловсруулсан физик судалгааны шууд аргууд нь ихэнх тохиолдолд бие даасан бус харин макроскопийн хэмжигдэхүүнийг судлах замаар тогтоогдсон аргуудыг бүрэн баталгаажуулсан нь гайхалтай юм.

Зарим хоёр атомт цөмийн тэнцвэрт зай r 0 ба D энерги (25°С)