Phân tử là gì? Tính chất hóa học, tính chất vật lí, nhận biết, điều chế, ứng dụng của phân tử

Phân tử

1 Phân tử là gì?

Phân tử là một nhóm trung hòa điện tích, có nhiều hơn 2 nguyên tử, được kết hợp với nhau bằng các liên kết hóa học. Các phân tử sẽ được phân biệt với các ion do thiếu điện tích. Thế nhưng, trong vật lý lượng tử, hóa học hữu có và hóa sinh, khái niệm phân tử được sử dụng nghiêm ngặt hơn, áp dụng cho các idon đa nguyên tử.

Còn trong lý thuyết động học của chất khí, thuật ngữ phân tử được sử dụng cho bất kỳ hạt khí nào bất kể thành phần của nó. Theo định nghĩa này, các nguyên tử khí trơ được coi là phân tử vì chúng là các phân tử đơn phân tử.

2 Đặc điểm của phân tử

Việc chia nhỏ vật chất dẫn đến các phần nhỏ hơn mà thường sẽ khác biệt so với vật chất vốn có, về mặt cấu thành và luôn khác chất đó về mặt đặc tính hóa học. Ở giai đoạn phân mảnh lúc sau, các liên kết hóa học vốn giữ các nguyên tử với nhau đã bị phá vỡ.

Các nguyên tử gồm 1 hạt nhân duy nhất mang điện tích dương được bao quanh bởi các elctron mang điện tích âm. Khi các nguyên tử tiếp cận nhau ở phạm vi gần, đám mây electron sẽ phản ứng với nhau và với hạt nhân. Nếu tương tác này làm cho tổng năng lượng của hệ giảm xuống, thì các nguyên tử sẽ liên kết với nhau để hình thành nên một phân tử.

Vì vật, từ quan điểm kiến trúc, đặc điểm của phân tử là gì? Nó bao gồm một tập hợp các nguyên tử được liên kết với nhau bằng các lực hóa trị. Các phân tử diatomic sẽ chứa 2 nguyên tử được liên kết hóa học.

Ví dụ, nếu 2 nguyên tử là như nhau, chẳng hạn như 2 nguyên tử Oxy tạo nên một phân tử diatomic hạt nhân (O2), trong khi nếu các nguyên tử khác nhau, như phân tử cacbon monoxide (CO) gồm cacbon và oxy, chúng sẽ tạo nên một loại phân tử là gì? Phân tử lưỡng tính hạt nhân.

Các phân tử gồm nhiều hơn 2 nguyên tử được gọi là các phân tử đa nguyên tử, như cacbon dioxide (CO2), hay nước (H20). Phân tử polyme có thể được cấu tạo từ hàng nghìn nguyên tử thành phần.

3 Liên kết phân tử là gì?

Tỉ lệ số lượng nguyên tử có thể liên kết với nhau để hình thành phân tử là cố định. Chính đặc tính này giúp phân biệt các hợp chất hóa học với dung dịch và các hỗn hợp cơ học khác.

Vì vậy, hydro và oxy có thể góp mặt với bất cứ tỷ lệ nào trong các hỗn hợp cơ học nhưng khi nhắc tới nước (H20) thì chúng chỉ có thể kết hợp theo một tỉ lệ xác định.

Các nguyên tử cùng loại có thể kết hợp theo những tỷ lệ xác định khác biệt để hình thành các phân tử khác nhau. Ví dụ, 2 nguyên tử hydro sẽ liên kết hóa học với 1 nguyên tử oxy để tạo ra một phân tử nước, trong khi đó 2 nguyên tử hydro có thể liên kết hóa học với 2 nguyên tử oxy để hình thành một phần tử hydrogen peroxide (H2O2).

Hơn thế nữa, các nguyên tử có thể kết nối với nhau trong các tỉ lệ như nhau để tạo ra các phân tử khác nhau. Các phân tử như vậy được gọi là các đồng phân và khác nhau chỉ ở cách sắp xếp của các nguyên tử trong phân tử đó. Ví dụ, ethyl alcohol (CH3CH2OH) và methyl ether (CH3OCH3), cả hai đều gồm lần lượt 1, 2 và 6 nguyên tử oxy, carbon và hydro, nhưng các nguyên tử này được liên kết theo những cách khác nhau.

4 Khối lượng phân tử là gì và bằng bao nhiêu?

Khối lượng phân tử của một phân tử là tổng khối lượng nguyên tử của các nguyên tử cấu thành nó. Nếu một chất có khối lượng phân tử là M, thì M gram của chất đó được xác định bằng 1 mole.

Số lượng các phân tử trong một mola là như nhau trong tất cả các chất; con số này được biết đến với cái tên Hằng số Avogadro (6.022140857 x 10^23). Khối lượng phân tử có thể được xác định bằng phương pháp khối phổ và bằng các công nghệ dựa trên nhiệt động lực học hoặc hiện tượng vận chuyển động lực.

5 Phân tử khối của phân tử là gì?

Phân tử khối được biết tới là khối lượng của một nguyên tử, tính toán dưới dạng cacbon. Phân tử khối của chất tính bằng cách cộng nguyên tử khối của các nguyên tử cấu tạo nên phân tử đó lại với nhau.