Молекула

Молекула (латынша moles – масса) – жай немесе күрделі заттың негізгі химиялық қасиеттерін сақтайтын және өздігінен өмір сүретін ең кіші бөлшек. Молекула ұғымы ғылымға 1860 ж. енгізілген. Молекуланы тәжірибе жүзінде 1906 ж. француз ғалымы Жан Перрен броундық қозғалысты зерттеу кезінде дәлелдеген. Молекула құрамында бір (инертті газдар), екі (H2, O2, N2, CO, т.б.), үш (O3, N2O), сондай-ақ жүздеген, мыңдаған, тіпті одан да көп атомдар (полимер, белок, т.б.) болады. Молекулалары бір атомнан тұратын заттар үшін (мысалы, инертті газдар) молекула ұғымы мен атом ұғымы сәйкес келеді. Молекула құрамы брутто-формула (Н2O, CH4, HNO3) арқылы көрсетіледі. Органикалық қосылыстардың классикалық құрылыс теориясы молекуланың құрылысын атомдар арасындағы тізбекті және байланыс тәртібін көрсететін құрылымдық формуламен өрнектеуге мүмкіндік берді. Эмпирикалық формулалары бірдей молекулалардың құрылысы әр түрлі және түрлі қасиеттерге ие болуы мүмкін. Молекуланың көптеген қасиеттері оның симметриясына тікелей байланысты болады. Молекула энергиясы ондаған және жүздеген кДж/мольмен есептелетін квантталған құраушылардан – электрон қозғалысының энергиясынан, атом ядроларының тербелмелі қозғалысының, сондай-ақ бүтіндей молекуланың кеңістікте ілгерілемелі және айналмалы қозғалысының энергияларынан құралады. Қандай да бір электрондық күйдегі молекуланың орнықтылығы ядролардың тербелмелі қозғалысының потенциалдық энергиясы минимумының болуына байланысты анықталады. Молекула — электрбейтарап жүйе. Егер молекулада оң және теріс зарядтардың “ауырлық центрі” сәйкес келмесе, онда молекула полюсті және олардың меншікті электрлік дипольдік моменті болады. Молекула сыртқы электр өрісінде дипольдік моментке ие болу қасиетімен сипатталады. Молекулалардың басым көпшілігі диамагнитті, яғни тұрақты магниттік моменті болмайды; олардың магниттік алғырлығы теріс. Парамагнитті молекула тұрақты магниттік моментінің болуымен сипатталады. Парамагниттік қасиет молекуланың құрамында жұпталмаған электрондардың болуымен байланысты; олардың магниттік алғырлығы оң болады. Молекула туралы көптеген ақпарат оптикалық, мессбауэрлік, фотоэлектрондық, ядролық магниттік резонанс, ядролық квадрупольдік резонанс спектроскопиялары, сонымен қатар кванттық химия және химиялық әдістер көмегімен алынады. 

Молекула (латынша moles – масса) – жай немесе күрделі заттың негізгі химиялық қасиеттерін сақтайтын және өздігінен өмір сүретін ең кіші бөлшек. Молекула ұғымы ғылымға 1860 ж. енгізілген. Молекуланы тәжірибе жүзінде 1906 ж. француз ғалымы Жан Перрен броундық қозғалысты зерттеу кезінде дәлелдеген. Молекула құрамында бір (инертті газдар), екі (H2, O2, N2, CO, т.б.), үш (O3, N2O), сондай-ақ жүздеген, мыңдаған, тіпті одан да көп атомдар (полимер, белок, т.б.) болады. Молекулалары бір атомнан тұратын заттар үшін (мысалы, инертті газдар) молекула ұғымы мен атом ұғымы сәйкес келеді. Молекула құрамы брутто-формула (Н2O, CH4, HNO3) арқылы көрсетіледі. Органикалық қосылыстардың классикалық құрылыс теориясы молекуланың құрылысын атомдар арасындағы тізбекті және байланыс тәртібін көрсететін құрылымдық формуламен өрнектеуге мүмкіндік берді. Эмпирикалық формулалары бірдей молекулалардың құрылысы әр түрлі және түрлі қасиеттерге ие болуы мүмкін. Молекуланың көптеген қасиеттері оның симметриясына тікелей байланысты болады. Молекула энергиясы ондаған және жүздеген кДж/мольмен есептелетін квантталған құраушылардан – электрон қозғалысының энергиясынан, атом ядроларының тербелмелі қозғалысының, сондай-ақ бүтіндей молекуланың кеңістікте ілгерілемелі және айналмалы қозғалысының энергияларынан құралады. Қандай да бір электрондық күйдегі молекуланың орнықтылығы ядролардың тербелмелі қозғалысының потенциалдық энергиясы минимумының болуына байланысты анықталады. Молекула — электрбейтарап жүйе. Егер молекулада оң және теріс зарядтардың “ауырлық центрі” сәйкес келмесе, онда молекула полюсті және олардың меншікті электрлік дипольдік моменті болады. Молекула сыртқы электр өрісінде дипольдік моментке ие болу қасиетімен сипатталады. Молекулалардың басым көпшілігі диамагнитті, яғни тұрақты магниттік моменті болмайды; олардың магниттік алғырлығы теріс. Парамагнитті молекула тұрақты магниттік моментінің болуымен сипатталады. Парамагниттік қасиет молекуланың құрамында жұпталмаған электрондардың болуымен байланысты; олардың магниттік алғырлығы оң болады. Молекула туралы көптеген ақпарат оптикалық, мессбауэрлік, фотоэлектрондық, ядролық магниттік резонанс, ядролық квадрупольдік резонанс спектроскопиялары, сонымен қатар кванттық химия және химиялық әдістер көмегімен алынады.