Ein Molekül ist das kleinste Teilchen einer Substanz, das seine chemischen Eigenschaften hat.

Ein Molekül besteht aus Atomen bzw. Atomkernen, die von inneren Elektronen umgeben sind, während äußere Valenzelektronen an der Bildung chemischer Bindungen beteiligt sind.

Und zum Beispiel fallen bei Edelgasen die Begriffe Atom und Molekül zusammen.

Jedes Molekül hat eine bestimmte qualitative und quantitative Zusammensetzung. Ein Wassermolekül besteht also aus Wasserstoff- und Sauerstoffatomen (qualitative Zusammensetzung) und enthält ein Sauerstoffatom und zwei Wasserstoffatome (quantitative Zusammensetzung). Manchmal wird die quantitative Zusammensetzung von Molekülen in Prozent (nach Masse) ausgedrückt: in H2O-11,1 % Wasserstoff und 88,9 % Sauerstoff.

Neben der Zusammensetzung zeichnen sich Moleküle durch eine bestimmte Struktur oder Struktur aus. Oft werden die Begriffe "Struktur" und "Struktur" identifiziert, aber manchmal werden sie unterschieden, wobei von der "Kernstruktur" und der "elektronischen Struktur" von Molekülen gesprochen wird. Aber in jedem Fall muss klar festgelegt werden, worum es geht: um die gegenseitige Anordnung und Bewegung von Atomkernen oder um die Verteilung der Elektronendichte.

Atome in Molekülen sind in einer bestimmten Reihenfolge verbunden. So ist im Ammoniakmolekül NH3 jedes Wasserstoffatom durch eine kovalente Bindung mit dem Stickstoffatom verbunden; es gibt keine chemische Bindung zwischen den Wasserstoffatomen selbst (letzteres bedeutet jedoch nicht, dass es überhaupt keine Wechselwirkung zwischen chemisch ungebundenen Atomen gibt (siehe Chemische Bindung). Das Vorhandensein von Bindungen zwischen einigen Atomen und ihre Abwesenheit zwischen anderen wird dargestellt in Form sogenannter graphischer oder struktureller Formeln.

In letzter Zeit wird in der chemischen Literatur zunehmend der Begriff "Topologie von Molekülen" verwendet. Die Topologie ist ein Zweig der Mathematik, der die Eigenschaften von Körpern untersucht, die nicht von ihrer Form und Größe abhängen. Diese Eigenschaften werden als nicht-metrisch bezeichnet. Moleküle haben sowohl metrische Eigenschaften (Längen chemischer Bindungen, Winkel zwischen ihnen usw.) als auch nicht-metrische (ein Molekül kann zyklisch sein, sagen wir, Benzol, oder nicht zyklisch, n-Butan; es hat ein Zentralatom, das von Liganden umgeben ist - PCl5, oder wie ein "Käfig" sein usw.). Unter der Topologie eines Moleküls wird die Gesamtheit seiner nichtmetrischen Eigenschaften verstanden.

Die Topologie molekularer Systeme hängt eng mit ihren Eigenschaften zusammen. Beispielsweise sind die Moleküle von Ethanol und Dimethylether topologisch verschieden, was es ermöglicht, den Unterschied in einigen Eigenschaften dieser Verbindungen zu verstehen (Ethanol kann Reaktionen geben, an denen die OH-Gruppe und der Wasserstoff dieser Gruppe beteiligt sind, Ether nicht usw. ). Aber die Eigenschaften von Molekülen hängen nicht nur von ihrer Topologie ab, sondern auch von anderen Faktoren (der Geometrie des Moleküls, der Verteilung der Elektronendichte darin usw., siehe Stereochemie).

In den letzten Jahren hat die Aufmerksamkeit von Wissenschaftlern eine neue Klasse molekularer Systeme auf sich gezogen – die sogenannten nicht starren Moleküle. Wie Sie wissen, bewegen sich Kerne in Molekülen. Aufgrund des starken Massenunterschieds zwischen Kernen und Elektronen laufen Kernbewegungen (Schwingungen) viel langsamer ab als elektronische, sodass wir davon ausgehen können, dass sich Elektronen in Molekülen im Bereich von stationären Atomkernen bewegen. Natürlich ist eine solche Annahme eine Näherung, die als adiabat bezeichnet wird. Für viele Moleküle, bei denen die Kerne kleine Amplitudenschwingungen um bestimmte Positionen im Raum machen, ist die adiabatische Näherung durchaus akzeptabel. Solche Moleküle werden als strukturell starr bezeichnet, z. B. CH4, H2O usw. Es gibt jedoch Moleküle, die als nicht starr bezeichnet werden und bei denen die Kerne erhebliche Bewegungen ausführen. In solchen Fällen verliert das Konzept einer konstanten Gleichgewichtsgeometrie eines Moleküls seine Bedeutung. Beispielsweise dreht sich im Lithiumborhydrid LiBH4 das Li+-Kation gewissermaßen um das ВН4-Anion (siehe Abbildung auf S. 146, Mitte rechts). Damit das Li+-Ion eine solche „Reise“ antreten kann, muss das Molekül natürlich eine gewisse Energie erhalten. Für nicht starre Moleküle ist diese Energie klein: Für LiBH4 beträgt sie etwa 16 kJ/mol, also ein Vielfaches weniger als die chemische Bindungsenergie. Ein weiteres Beispiel für ein nicht starres Molekül ist Ammoniak NH3. Zurückkommend auf „gewöhnliche“, starre Moleküle, sei darauf hingewiesen, dass sie bei gleicher Zusammensetzung unterschiedliche Topologie und Geometrie aufweisen können, d. h. unterschiedliche Arten von Isomeren ergeben (siehe Isomerie; Tautomerie).

Die Struktur und sogar die Zusammensetzung von Molekülen kann sich ändern, wenn sich der Aggregatzustand des Stoffes und äußere Bedingungen, hauptsächlich Temperatur und Druck, ändern. In gasförmigem Stickstoffmonoxid (V) beispielsweise liegen einzelne N2O5-Moleküle vor, während sich im festen Zustand NO2+- und NO3-Ionen auf den Kristallgitterplätzen dieses Oxids befinden, d.h. wir können sagen, dass festes N2O5 ein Salz ist - Nitroniumnitrat.

In einem Festkörper können Moleküle ihre Individualität behalten oder nicht. So bilden die meisten organischen Verbindungen Molekülkristalle, in deren Gitterplätzen sich Moleküle befinden, die durch relativ schwache intermolekulare Wechselwirkungen aneinander gebunden sind. In ionischen (z. B. NaCl) und atomaren (Diamant, Graphit) Kristallen gibt es keine separaten Moleküle, und der gesamte Kristall ist sozusagen ein riesiges Molekül. Molekulare Modelle werden zwar seit kurzem in der Festkörpertheorie weit verbreitet eingesetzt, aber dies erforderte eine gewisse Überarbeitung des Konzepts der Einheitszelle eines Kristalls (siehe Kristallchemie).

Die Erforschung der Struktur und Eigenschaften von Molekülen ist von grundlegender Bedeutung für die gesamte Naturwissenschaft.

MOLEKÜLE Ein MOLEKÜL ist das kleinste Teilchen einer Substanz, das seine grundlegenden chemischen Eigenschaften hat. Besteht aus Atomen, die in einer bestimmten Reihenfolge im Raum angeordnet und durch chemische Bindungen verbunden sind. Die Zusammensetzung und Anordnung der Atome spiegeln sich in der chemischen Formel wider. Die Anzahl der Atome in einem Molekül reicht von 2 (H2, O2, HCl) bis zu vielen Tausend (z. B. Proteine); Die Größe der Moleküle variiert von Zehnteln bis zu Millionen von Nanometern. Je nach Molekulargewicht werden alle Substanzen bedingt in nieder- und hochmolekulare eingeteilt. Ein Stoff im gasförmigen Zustand besteht in der Regel aus einzelnen Molekülen (außer Edelgasen und Metalldämpfen); in den meisten flüssigkeiten sind einzelne moleküle assoziativ miteinander verbunden. Es gibt Kristalle, die von Molekülen gebildet werden (Naphthalin, Kristalle von Proteinen, Nukleinsäuren). Moleküle eines Stoffes werden durch chemische Reaktionen in Moleküle eines anderen Stoffes umgewandelt.

Moderne Enzyklopädie. 2000 .

Synonyme:

Sehen Sie, was "MOLEKÜLE" in anderen Wörterbüchern ist:

Molekül- äh. Molekül f. Das kleinste Teilchen einer Substanz, das alle seine chemischen Eigenschaften hat und unabhängig existieren kann. BAS 1. Molekül. Veselitsky 26. Molekül und Molekül. Michelson 1865. Molekül. Es heißt endlos ... Historisches Wörterbuch der Gallizismen der russischen Sprache

- (novolat. Molekül, reduziert. von lat. Molmasse), der kleinste Teil in va, der seinen Hauptteil hat. Chem. mit Ihnen und bestehend aus Atomen, die durch chemische Bindungen miteinander verbunden sind. Die Anzahl der Atome in M. reicht von zwei (H2, O2, HF, KCl) bis zu Hunderten und Tausenden ... Physikalische Enzyklopädie

MOLEKÜLE, das kleinste Teilchen einer Substanz (z. B. einer chemischen Verbindung), das die chemischen Eigenschaften dieser Substanz bestimmt. Ein Molekül kann aus einem Atom bestehen, besteht aber normalerweise aus zwei oder mehr Atomen, die durch CHEMIE zusammengehalten werden ... ... Wissenschaftliches und technisches Lexikon

- (Verkleinerungsform von lat. Mol - Masse) das kleinste Teilchen einer chemischen Verbindung; Es besteht aus einem System von Atomen, das mit Hilfe chemischer Mittel in einzelne Atome zerfallen kann. Die Moleküle der Edelgase Helium etc. sind einatomig; Das härteste… Philosophische Enzyklopädie

Excimer, Genonem, Episom, Chromosom, Mikropartikel, Makromolekül Wörterbuch der russischen Synonyme. Molekül Substantiv, Anzahl Synonyme: 10 Biomolekül (1) … Synonymwörterbuch

- (novolat. Molekül reduziert sich von lat. Molmasse), ein aus Atomen gebildetes Mikroteilchen, das zur eigenständigen Existenz befähigt ist. Es hat eine konstante Zusammensetzung seiner Atomkerne und eine feste Anzahl von Elektronen und hat eine Reihe von ... ... Großes enzyklopädisches Wörterbuch

MOLEKÜLE, Moleküle, weiblich. (von lat. Molmasse) (geschätzt). Das kleinste Teilchen eines Stoffes, das unabhängig existieren kann und alle Eigenschaften dieses Stoffes hat. Moleküle bestehen aus Atomen. Erklärendes Wörterbuch von Ushakov. DN Uschakow. 1935 1940 ... Erklärendes Wörterbuch von Ushakov

MOLEKÜL, s, weiblich. Das kleinste Teilchen einer Substanz, das alle seine chemischen Eigenschaften besitzt. M. besteht aus Atomen. | adj. molekular, oh, oh. Molekulare Masse. Erklärendes Wörterbuch von Ozhegov. S.I. Ozhegov, N. Yu. Schwedova. 1949 1992 ... Erklärendes Wörterbuch von Ozhegov

Oder ein Teilchensystem oder eine Gruppe von Atomen ... Enzyklopädie von Brockhaus und Efron

- [Französisch. Molekül von lat. Molmasse] das kleinste Teilchen einer gegebenen Substanz, das seine grundlegende chem. Eigenschaften, die unabhängig voneinander existieren können und aus denselben oder verschiedenen Atomen bestehen, die zu einer einzigen Chemikalie kombiniert sind. Verbindungen... Geologische Enzyklopädie

Bücher

• , Landau Lev Davidovich, Kitaygorodsky Alexander Isaakovich. Bücher von Nobelpreisträger Lev Landau und Alexander Kitaygorodsky sind Texte, die das engstirnige Weltbild umkehren. Die meisten von uns sind ständig konfrontiert mit...
• Molekül. Der Baustoff des Universums, Landau L.. Bücher von Nobelpreisträger Lev Landau und Alexander Kitaigorodsky – Texte, die das engstirnige Weltbild umkehren. Die meisten von uns sind ständig konfrontiert mit...

Demnach entsteht ein Molekül aus Atomen. Ein einzelnes Atom kann kein Molekül bilden. Moleküle werden im Allgemeinen als neutral verstanden (tragen keine elektrischen Ladungen) und tragen keine ungepaarten Elektronen (alle Valenzen sind gesättigt); geladene Moleküle werden Ionen genannt, Moleküle mit einer von Eins verschiedenen Vielfachheit (dh mit ungepaarten Elektronen und ungesättigten Valenzen) - Radikale.

Moleküle mit relativ hohem Molekulargewicht, die aus sich wiederholenden Fragmenten mit niedrigem Molekulargewicht bestehen, werden als Makromoleküle bezeichnet.

Die Strukturmerkmale von Molekülen bestimmen die physikalischen Eigenschaften einer aus diesen Molekülen bestehenden Substanz.

Substanzen, die die Molekularstruktur im festen Zustand beibehalten, umfassen beispielsweise Wasser, Kohlenmonoxid (IV) und viele organische Substanzen. Sie zeichnen sich durch niedrige Schmelz- und Siedepunkte aus. Die meisten festen (kristallinen) anorganischen Stoffe bestehen nicht aus Molekülen, sondern aus anderen Teilchen (Ionen, Atomen) und existieren in Form von Makrokörpern (Kristall aus Natriumchlorid, ein Stück Kupfer usw.).

Die Zusammensetzung der Moleküle komplexer Substanzen wird durch chemische Formeln ausgedrückt.

Die Entstehungsgeschichte des Begriffs

Auf dem internationalen Chemikerkongress in Karlsruhe (Deutschland) im Jahr 1860 wurden Definitionen der Begriffe Molekül und Atom verabschiedet. Ein Molekül ist das kleinste Teilchen einer chemischen Substanz, das alle seine chemischen Eigenschaften besitzt.

Klassische Theorie der chemischen Struktur

Kugel-Stab-Modell des Moleküls Diboran B 2 H 6 . Boratome sind rosa dargestellt, Wasserstoffatome grau.
Die zentralen "Brücken"-Atome des einwertigen Wasserstoffs bilden Dreizentrenbindungen mit benachbarten Boratomen

In der klassischen Theorie der chemischen Struktur wird ein Molekül als das kleinste stabile Teilchen einer Substanz betrachtet, das alle seine chemischen Eigenschaften besitzt.

Das Molekül einer gegebenen Substanz hat eine konstante Zusammensetzung, d. h. die gleiche Anzahl von Atomen, die durch chemische Bindungen verbunden sind, während die chemische Individualität des Moleküls genau durch die Gesamtheit und Konfiguration der chemischen Bindungen, d. h. durch die Valenzwechselwirkungen, bestimmt wird zwischen seinen konstituierenden Atomen, die seine Stabilität und seine grundlegenden Eigenschaften unter einem ziemlich breiten Bereich äußerer Bedingungen gewährleisten. Nicht valente Wechselwirkungen (z. B. Wasserstoffbrückenbindungen), die die Eigenschaften von Molekülen und der von ihnen gebildeten Substanz oft erheblich beeinflussen können, werden als Kriterium für die Individualität eines Moleküls nicht berücksichtigt.

Die zentrale Position der klassischen Theorie ist die Position auf der chemischen Bindung, während sie nicht nur das Vorhandensein von Zwei-Zentren-Bindungen zulässt, die Atompaare vereinen, sondern auch das Vorhandensein von Multi-Zentren-Bindungen (normalerweise Drei-Zentren-, manchmal Vier-Zentren-Bindungen). ) Bindungen mit „Brücken“-Atomen – wie z Kerntripletts), Bindungslängen und deren Energien berücksichtigt.

Somit wird ein Molekül in der klassischen Theorie als ein dynamisches System dargestellt, in dem Atome als materielle Punkte betrachtet werden und in dem Atome und verwandte Gruppen von Atomen mechanische Rotations- und Oszillationsbewegungen relativ zu einer nuklearen Gleichgewichtskonfiguration ausführen können, die der minimalen Energie von entspricht des Moleküls und wird als System harmonischer Oszillatoren betrachtet.

Ein Molekül besteht aus Atomen, genauer gesagt aus Atomkernen, umgeben von einer bestimmten Anzahl innerer Elektronen und äußeren Valenzelektronen, die chemische Bindungen eingehen. Die inneren Elektronen von Atomen sind normalerweise nicht an der Bildung chemischer Bindungen beteiligt. Zusammensetzung und Struktur der Moleküle eines Stoffes hängen nicht von der Art seiner Herstellung ab.

Atome sind in den meisten Fällen durch chemische Bindungen in einem Molekül verbunden. In der Regel wird eine solche Bindung durch ein, zwei oder drei Elektronenpaare gebildet, die zwei Atomen gemeinsam gehören und eine gemeinsame Elektronenwolke bilden, deren Form durch die Art der Hybridisierung beschrieben wird. Ein Molekül kann positiv und negativ geladene Atome (Ionen) haben.

Die Zusammensetzung eines Moleküls wird durch chemische Formeln vermittelt. Die Summenformel ergibt sich aus dem Atomverhältnis der Stoffelemente und dem Molekulargewicht.

Die geometrische Struktur eines Moleküls wird durch die Gleichgewichtsanordnung der Atomkerne bestimmt. Die Wechselwirkungsenergie von Atomen hängt vom Abstand zwischen den Kernen ab. Bei sehr großen Entfernungen ist diese Energie Null. Wenn sich bei Annäherung der Atome eine chemische Bindung bildet, werden die Atome stark angezogen (auch ohne Bildung einer chemischen Bindung wird eine schwache Anziehung beobachtet), bei weiterer Annäherung beginnen die elektrostatischen Abstoßungskräfte der Atomkerne handeln. Ein Hindernis für eine starke Annäherung von Atomen ist auch die Unmöglichkeit, ihre inneren Elektronenhüllen zu verbinden.

Jedem Atom in einer bestimmten Wertigkeitsstufe in einem Molekül kann ein bestimmter Atom- oder Kovalenzradius (im Falle einer ionischen Bindung der Ionenradius) zugeordnet werden, der die Dimensionen der Elektronenhülle des eine Chemikalie bildenden Atoms (Ions) charakterisiert Bindung im Molekül. Die Größe eines Moleküls, also die Größe seiner Elektronenhülle, ist gewissermaßen eine konditionale Größe. Es besteht eine (wenn auch sehr geringe) Wahrscheinlichkeit, die Elektronen eines Moleküls in größerer Entfernung von seinem Atomkern zu finden. Die praktischen Abmessungen eines Moleküls werden durch den Gleichgewichtsabstand bestimmt, auf den sie bei dichter Packung von Molekülen in einem Molekülkristall und in einer Flüssigkeit zusammengebracht werden können. Bei großen Abständen ziehen sich Moleküle an, bei kleineren stoßen sie sich ab. Die Abmessungen eines Moleküls können mithilfe der Röntgenbeugungsanalyse von Molekülkristallen ermittelt werden. Die Größenordnung dieser Dimensionen lässt sich aus den Diffusionskoeffizienten, der Wärmeleitfähigkeit und der Viskosität von Gasen sowie aus der Dichte von Materie im kondensierten Zustand bestimmen. Der Abstand, den sich ungebundene Atome gleicher oder verschiedener Moleküle annähern können, lässt sich durch die Mittelwerte der sogenannten Van-der-Waals-Radien (Ǻ) charakterisieren.

Der Van-der-Waals-Radius übersteigt den kovalenten deutlich. Wenn man die Werte von van der Waals, kovalenten und ionischen Radien kennt, ist es möglich, visuelle Modelle von Molekülen zu erstellen, die die Form und Größe ihrer Elektronenhüllen widerspiegeln.

Kovalente chemische Bindungen in einem Molekül befinden sich in bestimmten Winkeln, die vom Hybridisierungszustand der Atomorbitale abhängen. Für Moleküle gesättigter organischer Verbindungen ist also eine tetraedrische (tetraedrische) Anordnung von durch ein Kohlenstoffatom gebildeten Bindungen charakteristisch, für Moleküle mit einer Doppelbindung (C \u003d C) - eine flache Anordnung von Kohlenstoffatomen für Moleküle von Verbindungen mit eine Dreifachbindung (C º C) - eine lineare Anordnung von Bindungen . Somit hat ein mehratomiges Molekül eine bestimmte Konfiguration im Raum, dh eine bestimmte Geometrie der Anordnung von Bindungen, die nicht geändert werden kann, ohne sie zu brechen. Ein Molekül zeichnet sich durch die eine oder andere Symmetrie der Atomanordnung aus. Wenn ein Molekül keine Ebene und kein Symmetriezentrum hat, kann es in zwei Konfigurationen existieren, die Spiegelbilder voneinander sind (Spiegelantipoden oder Stereoisomere). Alle wichtigen biologischen Funktionsstoffe in Wildtieren liegen in Form eines bestimmten Stereoisomers vor.

Quantochemische Theorie der chemischen Struktur

In der quantenchemischen Theorie der chemischen Struktur sind die Hauptparameter, die die Individualität eines Moleküls bestimmen, seine elektronische und räumliche (stereochemische) Konfiguration. In diesem Fall wird die Konfiguration mit der niedrigsten Energie, also der energetische Grundzustand, als die elektronische Konfiguration angenommen, die die Eigenschaften des Moleküls bestimmt.

Darstellung der Struktur von Molekülen

Moleküle bestehen aus Elektronen und Atomkernen, deren Lage im Molekül wird durch die Strukturformel vermittelt (zur Vermittlung der Zusammensetzung wird die sogenannte Bruttoformel verwendet). Proteinmoleküle und einige künstlich synthetisierte Verbindungen können Hunderttausende von Atomen enthalten. Die Makromoleküle von Polymeren werden separat betrachtet.

Moleküle sind Gegenstand der Untersuchung der Theorie der Molekülstruktur, der Quantenchemie, deren Apparat aktiv die Errungenschaften der Quantenphysik einschließlich ihrer relativistischen Abschnitte nutzt. Entwickelt derzeit auch ein solches Gebiet der Chemie wie Molecular Design. Um die Struktur der Moleküle einer bestimmten Substanz zu bestimmen, verfügt die moderne Wissenschaft über eine kolossale Reihe von Werkzeugen: Elektronenspektroskopie, Schwingungsspektroskopie, kernmagnetische Resonanz und paramagnetische Elektronenresonanz und viele andere, aber die einzigen direkten Methoden sind derzeit Beugungsmethoden, wie Röntgenbeugungsanalyse und Neutronenbeugung.

Wechselwirkung von Atomen in einem Molekül

Die Natur chemischer Bindungen in einem Molekül blieb bis zur Schaffung der Quantenmechanik ein Rätsel – die klassische Physik konnte die Sättigung und Richtung von Valenzbindungen nicht erklären. Die Grundlagen der Theorie der chemischen Bindung wurden 1927 von Heitler und London am Beispiel des einfachsten Moleküls H 2 geschaffen. Später wurden die Theorie und Berechnungsmethoden erheblich verbessert.

Chemische Bindungen in den Molekülen der überwiegenden Mehrheit organischer Verbindungen sind kovalent. Unter den anorganischen Verbindungen gibt es Ionen- und Donor-Akzeptor-Bindungen, die durch die Vergesellschaftung eines Elektronenpaars in einem Atom realisiert werden. Die Bildungsenergie eines Moleküls aus Atomen in vielen Reihen ähnlicher Verbindungen ist ungefähr additiv. Das heißt, wir können davon ausgehen, dass die Energie eines Moleküls die Summe der Energien seiner Bindungen ist, die in solchen Reihen konstante Werte haben.

Die Additivität der Energie eines Moleküls ist nicht immer erfüllt. Ein Beispiel für eine Verletzung der Additivität sind planare Moleküle organischer Verbindungen mit sogenannten konjugierten Bindungen, also mit Mehrfachbindungen, die sich mit Einfachbindungen abwechseln. In solchen Fällen werden die die Bindungsvielfalt bestimmenden Valenzelektronen, die sogenannten p-Elektronen, delokalisiert dem gesamten System der konjugierten Bindungen gemeinsam. Diese Delokalisierung von Elektronen führt zur Stabilisierung des Moleküls. Die Ausrichtung der Elektronendichte aufgrund der Kollektivierung von p-Elektronen über Bindungen drückt sich in der Verkürzung von Doppelbindungen und der Verlängerung von Einfachbindungen aus. Im regelmäßigen Sechseck der Zwischenkohlenstoffbindungen von Benzol sind alle Bindungen gleich und haben eine Länge zwischen der Länge einer Einfach- und einer Doppelbindung. Bindungskonjugation manifestiert sich deutlich in Molekülspektren.

Die moderne quantenmechanische Theorie chemischer Bindungen berücksichtigt die teilweise Delokalisierung nicht nur von p-, sondern auch von s-Elektronen, die in allen Molekülen beobachtet wird.

In den allermeisten Fällen ist der Gesamtspin der Valenzelektronen in einem Molekül null, das heißt, die Elektronenspins sind paarweise gesättigt. Moleküle, die ungepaarte Elektronen enthalten - freie Radikale (z. B. atomarer Wasserstoff H, Methyl CH 3) sind normalerweise instabil, da bei einer Reaktion miteinander aufgrund der Bildung kovalenter Bindungen eine erhebliche Energieabnahme auftritt.

Intermolekulare Wechselwirkung

Spektren und Struktur von Molekülen

Elektrische, optische, magnetische und andere Eigenschaften von Molekülen hängen mit Wellenfunktionen und Energien verschiedener Zustände von Molekülen zusammen. Informationen über die Zustände von Molekülen und die Übergangswahrscheinlichkeit zwischen ihnen liefern Molekülspektren.

Die Schwingungsfrequenzen in den Spektren werden durch die Massen der Atome, ihre Anordnung und die Dynamik interatomarer Wechselwirkungen bestimmt. Die Frequenzen in den Spektren hängen von den Trägheitsmomenten von Molekülen ab, deren Bestimmung aus spektroskopischen Daten es ermöglicht, genaue Werte von Atomabständen in einem Molekül zu erhalten. Die Gesamtzahl der Linien und Bänder im Schwingungsspektrum eines Moleküls hängt von seiner Symmetrie ab.

Elektronische Übergänge in Molekülen charakterisieren die Struktur ihrer Elektronenhüllen und den Zustand chemischer Bindungen. Die Spektren von Molekülen mit einer größeren Anzahl von Bindungen sind durch langwellige Absorptionsbanden gekennzeichnet, die in den sichtbaren Bereich fallen. Substanzen, die aus solchen Molekülen aufgebaut sind, sind durch Farbe gekennzeichnet; solche Substanzen schließen alle organischen Farbstoffe ein.

Moleküle in Chemie, Physik und Biologie

Das Konzept eines Moleküls ist grundlegend für die Chemie, und die Wissenschaft verdankt die meisten Informationen über die Struktur und Funktionsweise von Molekülen der chemischen Forschung. Die Chemie bestimmt die Struktur von Molekülen auf der Grundlage chemischer Reaktionen und bestimmt umgekehrt auf der Grundlage der Struktur des Moleküls den Ablauf von Reaktionen.

Die Struktur und Eigenschaften des Moleküls bestimmen die physikalischen Phänomene, die von der Molekularphysik untersucht werden. In der Physik wird der Begriff eines Moleküls verwendet, um die Eigenschaften von Gasen, Flüssigkeiten und Festkörpern zu erklären. Die Beweglichkeit von Molekülen bestimmt die Diffusionsfähigkeit einer Substanz, ihre Viskosität, Wärmeleitfähigkeit usw. Der erste direkte experimentelle Beweis für die Existenz von Molekülen wurde 1906 von dem französischen Physiker J. Perrin bei der Untersuchung der Brownschen Bewegung erhalten.

Da alle lebenden Organismen auf der Grundlage einer fein ausbalancierten chemischen und nicht-chemischen Wechselwirkung zwischen Molekülen existieren, ist die Untersuchung der Struktur und Eigenschaften von Molekülen von grundlegender Bedeutung für die Biologie und die Naturwissenschaften im Allgemeinen.

Die Entwicklung von Biologie, Chemie und Molekularphysik führte zur Entstehung der Molekularbiologie, die die grundlegenden Phänomene des Lebens auf der Grundlage der Struktur und Eigenschaften biologisch funktioneller Moleküle erforscht.

siehe auch

• Theorie der Molekülorbitale

Anmerkungen

Literatur

• Tatewski V. M. Quantenmechanik und Theorie der Struktur von Molekülen. - M .: Verlag der Staatlichen Universität Moskau, . - 162 S.
• Bader R. Atome in Molekülen. Quantentheorie. - M.: Mir, . - 532 c. ISBN 5-03-003363-7
• Minkin V. I., Simkin B. Ya., Minyaev R. M. Theorie der Struktur der Moleküle. - M.: Höhere Schule, . - 408 S.
• Cook D., Quantentheorie molekularer Systeme. Einheitlicher Ansatz. Pro aus dem Englischen. M.: Intelligenz, 2012. - 256s. ISBN: 978-6-91559-096-9

Verknüpfungen

• // Lexikon von Brockhaus und Efron: In 86 Bänden (82 Bände und 4 weitere). - St. Petersburg. , 1890-1907.
• Moleküle (Videolektion, Programm der 7. Klasse)
• Schrödinger E. Wellentheorie der Mechanik von Atomen und Molekülen. UFN 1927

Strukturchemie
Chemische Bindung:	Aromatizität | Kovalente Bindung | Ionenbindung | Metallverbindung | Wasserstoffbrückenbindung | Geber-Akzeptor-Anleihe | Tautomerie | Van-der-Waals-Verbindung
Strukturanzeige:	Funktionsgruppe | Strukturformel | Skelettformel organischer Verbindungen | Chemische Formel | Ligand | Koordinationsgeometrie | Koordinationsbereich
Elektronische Eigenschaften:	Elektronegativität | Elektronenaffinität | Ionisationsenergie | Polarität chemischer Bindungen | Oktettregel
Stereochemie:	Asymmetrisches Atom | Isomerie | Konfiguration | Chiralität | Konformation

Jeden Tag benutzen wir einige Gegenstände: Wir nehmen sie in unsere Hände, wir führen irgendwelche Manipulationen an ihnen durch - wir drehen sie um, untersuchen sie und zerbrechen sie schließlich. Haben Sie sich jemals gefragt, woraus diese Objekte bestehen? "Woran ist da zu denken? Aus Metall / Holz / Kunststoff / Stoff!" - werden viele von uns verwundert antworten. Dies ist teilweise die richtige Antwort. Und woraus bestehen diese Materialien – aus Metall, Holz, Kunststoff, Stoff und vielen anderen Stoffen? Heute werden wir dieses Thema diskutieren.

Molekül und Atom: Definition

Für einen Kenner ist die Antwort darauf einfach und banal: aus Atomen und Molekülen. Aber manche Leute sind verwirrt und beginnen Fragen zu stellen: "Was sind ein Atom und ein Molekül? Wie sehen sie aus?" usw. Lassen Sie uns diese Fragen der Reihe nach beantworten. Nun, zunächst einmal, was sind ein Atom und ein Molekül? Lassen Sie uns Ihnen gleich sagen, dass diese Definitionen nicht dasselbe sind. Außerdem handelt es sich um völlig unterschiedliche Begriffe. Ein Atom ist also der kleinste Teil eines chemischen Elements, das der Träger seiner Eigenschaften ist, ein Materieteilchen von geringer Masse und Größe. Ein Molekül ist ein elektrisch neutrales Teilchen, das aus mehreren verbundenen Atomen besteht.

Was ist ein Atom: Struktur

Ein Atom besteht aus einer Elektronenhülle und (Foto). Der Kern wiederum besteht aus Protonen und Neutronen und die Hülle aus Elektronen. In einem Atom sind Protonen positiv geladen, Elektronen sind negativ geladen und Neutronen sind überhaupt nicht geladen. Bei entsprechender Protonenzahl ist das Atom elektrisch neutral, d.h. Wenn wir mit solchen Atomen eine aus Molekülen gebildete Substanz berühren, werden wir nicht den geringsten elektrischen Impuls spüren. Und selbst Hochleistungscomputer werden es aufgrund des Fehlens von letzterem nicht fangen. Aber es kommt vor, dass es mehr Protonen als Elektronen gibt und umgekehrt. Dann wäre es richtiger, solche Atome Ionen zu nennen. Wenn mehr Protonen darin sind, dann ist es elektrisch positiv, aber wenn Elektronen überwiegen, ist es elektrisch negativ. Jedes spezifische Atom hat eine strenge Anzahl von Protonen, Neutronen und Elektronen. Und es lässt sich berechnen. Die Vorlage zum Lösen von Problemen zum Ermitteln der Anzahl dieser Teilchen sieht folgendermaßen aus:

Chem. element - R (Elementnamen einfügen)
Protonen (p) - ?
Elektronen (e) - ?
Neutronen (n) - ?
Lösung:
p = Seriennummer des chem. Element R im Periodensystem benannt nach D.I. Mendelejew
e = p
n \u003d A r (R) - Nr. R

Was ist ein Molekül: Struktur

Ein Molekül ist das kleinste Teilchen einer chemischen Substanz, dh es ist bereits direkt in seiner Zusammensetzung enthalten. Ein Molekül eines bestimmten Stoffes besteht aus mehreren gleichen oder verschiedenen Atomen. Die strukturellen Merkmale von Molekülen hängen von den physikalischen Eigenschaften der Substanz ab, in der sie vorhanden sind. Moleküle bestehen aus Elektronen und Atomen. Der Ort des letzteren kann anhand der Strukturformel gefunden werden. erlaubt Ihnen, den Verlauf einer chemischen Reaktion zu bestimmen. Sie sind normalerweise neutral (haben keine elektrische Ladung) und haben keine ungepaarten Elektronen (alle Valenzen sind gesättigt). Sie können aber auch aufgeladen werden, dann heißt sie richtig Ionen. Moleküle können auch ungepaarte Elektronen und ungesättigte Valenzen haben – in diesem Fall spricht man von Radikalen.

Fazit

Jetzt wissen Sie, was ein Atom ist, und alle Substanzen sind ausnahmslos aus Molekülen zusammengesetzt, und diese wiederum sind aus Atomen aufgebaut. Die physikalischen Eigenschaften eines Stoffes bestimmen die Anordnung und Bindung von Atomen und Molekülen darin.

MOLEKÜL(novolat. Molekül, reduziert. von lat. Molmasse), ein Mikropartikel, das aus zwei oder mehr gebildet wird und sich selbst erhalten kann. Existenz. Es hat eine konstante Zusammensetzung (qualitativ und quantitativ) seiner Bestandteile und ist fest. die Zahl und hat eine Reihe von Eigenschaften, die es ermöglichen, ein Molekül von anderen zu unterscheiden, einschließlich von Molekülen derselben Zusammensetzung. Ein Molekül als System aus wechselwirkenden Kernen kann sich im Zerfall befinden. Zustände und bewegen sich zwangsweise (unter dem Einfluss äußerer Einflüsse) oder spontan von einem Zustand in einen anderen. Für alle Moleküle dieser Art ist eine bestimmte Menge von Zuständen charakteristisch, die für Moleküle dienen können. Wie unabhängig. die bildung eines moleküls hat in jedem zustand einen bestimmten physikalischen satz. sv-in, diese sv-va bleiben beim Übergang von Molekülen zu dem aus ihnen bestehenden in-vu mehr oder weniger erhalten und bestimmen das sv-va dieses in-va. Mit chem. Transformationen, die Moleküle eines in-va werden mit den Molekülen anderer ausgetauscht, in-va, zerfallen in Moleküle mit einer geringeren Anzahl und gehen auch in eine Chemikalie ein. Bezirke anderer Art. Daher untersucht er in-va und ihre Transformationen, die untrennbar mit der Struktur und dem Zustand von Molekülen verbunden sind.

Normalerweise ein Molekül genannt elektrisch neutrales Teilchen; wenn das Molekül ein elektrisches trägt Ladung (positiv oder negativ), dann sagen sie über den Pier. (bzw.). In v-ve setzen. koexistieren immer mit negativen. Moleküle, die sich in Zuständen mit einer von Eins verschiedenen Vielfachheit (in der Regel in Dublett-Zuständen) befinden, werden genannt. Radikale. Frei Radikale können unter normalen Bedingungen in der Regel nicht lange existieren. Zeit. Bekanntlich jedoch kostenlos. Radikale mit einer relativ komplexen Struktur, To-Roggen sind ziemlich stabil und können unter normalen Bedingungen existieren (siehe).

Entsprechend der Anzahl der im Molekül enthaltenen Moleküle werden zweiatomige, dreiatomige usw. Moleküle unterschieden. Wenn die Zahl im Molekül Hunderte und Tausende überschreitet, wird das Molekül aufgerufen. . Die Summe der Massen aller Bestandteile des Moleküls wird als betrachtet (siehe auch , ). Durch die Größe des Mols. Massen aller Substanzen werden bedingt in niedriges und hohes Molekulargewicht unterteilt.

klassisch betrachtet das Molekül als stabiles kleinstes (in Bezug auf Masse und Größe) Teilchen in den Inseln, was seine Haupteigenschaften bestimmt. Diese Partikel werden aus chemisch aneinander gebundenen (gleichen oder unterschiedlichen) gebildet. Das Konzept im Molekül ist nicht detailliert; es unterscheidet sich im Allgemeinen von isolir. , also sprechen sie von effektiv, deren Verhalten und Eigenschaften in verschiedenen Molekülen unterschiedlich sind.

Von allen möglichen Wechselwirkungen In Molekülen werden die Hauptwechselwirkungen unterschieden oder, um die stabile Existenz des Moleküls und die Erhaltung seiner grundlegenden Eigenschaften in einem ziemlich weiten Bereich äußerer Veränderungen sicherzustellen. Bedingungen. Alle anderen (nicht wichtigsten) Interaktionen. zwischen in einem Molekül bestimmen nicht seine Existenz als Ganzes, obwohl sie bestimmte Eigenschaften manchmal erheblich beeinflussen. Über nicht-principale Interaktionen. Sie sprechen über die gegenseitige Beeinflussung von nicht direkt verwandten, oder. Energetisch die Hauptinteraktion. in einem bestimmten Molekül sind in der Regel signifikanter als nicht-Hauptmoleküle. Die Frage, ob die Interaktion im Molekül als Haupt- oder Nicht-Hauptmolekül ausgewählt wird, wird über die Analyse von vielen physikalischen entschieden. und fiz.-chem. St. in in-va, gebildet aus diesen Molekülen.

Quantenmechanische Theorie stellt ein Molekül als ein System dar, das aus und besteht und sich in einem bestimmten befindet, von dem aus das Molekül in ein anderes übergehen kann. Jeder Zustand und seine zeitliche Änderung () wird entweder durch eine Wellenfunktion bestimmt, die als Lösung der Schrödinger-Gleichung (stationär oder temporär) gefunden wird, oder die die Quanten-Liouville-Gleichung erfüllt (siehe). Für isolierte Moleküle wird die Schrödinger-Gleichung üblicherweise in einem solchen Koordinatensystem gelöst, dessen Ursprung im Massenmittelpunkt (eines Moleküls oder Systems) liegt. Dadurch können Sie die Handlung trennen. die Bewegung des Moleküls von allen anderen Bewegungsarten. Für einen stationären Zustand eines isolierten Moleküls ist die Wellenfunktion entweder im Wesentlichen in einer endlichen Region des Raums lokalisiert und beschreibt einen gebundenen (verbundenen, stabilen) Zustand des Systems oder hat keine solche Lokalisierung und beschreibt einen abstoßenden (ungebundenen) Zustand vom System. Die Abstoßung. Es gibt eigentlich keinen Zustand des Moleküls als solches, aber es gibt seine Fragmente, die miteinander interagieren, in die das Molekül, wenn es in einen solchen Zustand überführt wird, zerfällt. Auch instationäre Zustände des Moleküls sind möglich, die sich jedoch zeitlich so langsam ändern, dass sich das Molekül recht lange in diesen Zuständen befinden kann (im Vergleich zur charakteristischen Zeit des Experiments oder der Beobachtungszeit des Systems). ). Solche Zustände des Moleküls werden gewöhnlich genannt. metastabil (oder quasi-gebunden).

Für ein isoliertes Molekül werden die Richtungen der Achsen des Koordinatensystems, dessen Ursprung im Massenschwerpunkt liegt, so gewählt, dass die Drehung des Moleküls als Ganzes möglichst vollständig von der Betrachtung ausgeschlossen wird (z. B. die Koordinatenachsen können entlang der Hauptachsen des Trägheitsellipsoids des Moleküls gerichtet sein oder mit einer c.l. ausgezeichneten Kernkonfiguration verbunden sein). Laut , für jeden fic-Seher. Konfiguration können Sie den elektronischen Zustand und die entsprechende elektronische Wellenfunktion und die eigentliche bestimmen. der Wert des elektronischen Hamilton-Operators ist die elektronische Energie (siehe ). Die elektronische Energie E e hängt von dem Satz von Variablen R ab, die die Konfiguration der Kerne bestimmen. Es beinhaltet das Potential der internuklearen Abstoßung und wird grafisch dargestellt E e \u003d E e (R) (oder einfach das Potential. Oberfläche) des Moleküls in einem bestimmten elektronischen Zustand. Insbesondere für zweiatomige Moleküle wird die elektronische Energie durch das Potential dargestellt. Kurve E e \u003d E e (R), wobei R der Abstand zwischen den Kernen ist.

Topf. die Oberfläche stellt visuell das Potential dar, in dem sich die Kerne des betrachteten Moleküls bewegen; Lösungen der Schrödinger-Gleichung mit diesem Potential sind oszillierend. Wellenfunktionen bestimmt das Quadrat des Modulus to-rykh die Wahrscheinlichkeitsdichte, diese oder jene Kernkonfiguration in einem gegebenen Molekül zu entdecken. Topf. Oberfläche für ein Molekül in einem gebundenen elektronischen Zustand, m. b. ganz einfach, z. haben ein Minimum entsprechend der sogenannten. Gleichgewicht {f} Kernel-Konfigurationen. Mit zunehmenden Kernabständen sinkt die Potenz. die Energie des Moleküls steigt bis zu einem bestimmten Grenzwert, bei dem das Molekül in zwei (oder mehr) Mol zerfällt. Fragment (z. B. ). Für mehratomige Moleküle potenz. pov-sti haben normalerweise ein komplexeres Aussehen mit mehreren. lokale Minima, getrennte potenc. Barrieren, sowie mit Punkten des Passes, dez. Täler, Falten usw. Darüber hinaus das Potenzial. pov-sti für diff. Die elektronischen Zustände eines Moleküls können einander nahe genug kommen, sich schneiden und an getrennten Punkten zusammenfallen. In solchen Regionen ist es manchmal unmöglich, adiabat zu verwenden. Annäherung und ein visuelles Bild der Änderung der Zustände des Moleküls als Bewegungen entlang des Schweißes. pov-sti geht verloren. Wenn schwankend. Wellenfunktion, die die Dichte der Kernverteilung charakterisiert, ist in der Nähe des c.-l lokalisiert. Minimum auf potent. pov-sti, und energetisch liegt dieses Minimum unterhalb der Dissoziation. Grenzen für ein gegebenes Molekül, dann können wir von der Anwesenheit eines Moleküls in der betrachteten Elektronenschwingung sprechen. Strukturzustand mit einer Gleichgewichtskonfiguration, die dem minimalen Potential entspricht. Energie. Unterschiedliche Minima entsprechen, wenn sie nicht durch gewöhnliche Operationen ineinander umgewandelt werden, unterschiedlichen strukturellen Minima, und die größere oder geringere Leichtigkeit der Überführung ineinander wird durch das Potential bestimmt. Barrieren, die diese Minima trennen. Aus quantenmechanischer Sicht befindet sich n-Butan also auch im elektronischen Grundzustand. Theorie, die Essenz ist das gleiche Molekül C 4 H 10, am Potential. Pov-sti to-swarm gibt es mindestens zwei Minima: one-abs. das Minimum, dem die Gleichgewichtskonfiguration von iso-Butan entspricht, und das zweitörtliche Minimum, dem die Gleichgewichtskonfiguration von n-Butan entspricht. Wahrscheinlichkeit eines spontanen Übergangs vom Potential. Brunnen in der Nähe von einem Minimum an Potenz. gut in der Nähe eines anderen Minimums für die niedrigsten Schwankungen. Zustände ist sehr klein, was die getrennte Existenz von n-Butan-Molekülen und bestimmt.

In anderen Fällen stark. Oberfläche gibt es Minima, die durch relativ niedrige Barrieren (von einigen Zehnteln bis zu mehreren kJ /) getrennt sind, oder sanfte Täler oder Täler, bei deren Bewegung sich die Energie des Moleküls ungefähr innerhalb derselben Grenzen ändert. NaAlF 4 hat also vierÄquivalentes Minimum, getrennt durch niedrige Barrieren. Die Minima entsprechen der symmetrischen Koordination von Na an jeder der vier Flächen des AlF 4 -Tetraeders (dreizähnige Koordination); Jede der Barrieren entspricht einem Geom. Kernkonfigurationen mit Na-Koordination am Rand des AlF 4 -Tetraeders (zweizähnige Koordination). Na kann sich relativ frei um den Tetraeder bewegen. Skelett. Solche Moleküle werden polytop genannt. Moleküle oder Moleküle mit verteilter Bindungsnatur. Bei KCN kann sich K relativ frei entlang der Rutsche des Potentials bewegen. pov-sti um den CN-Kern herum, so dass in einigen Vibrationen. Staaten, dieses Molekül hat die meisten. eine wahrscheinliche Konfiguration nahe dreieckig, in anderen - linearem KNC, in anderen - linearem KCN. Moleküle dieses Typs sowie Moleküle mit einer verteilten Art der Bindung gehören dazu.

Vollwellenfunktion des Moleküls in einer bestimmten Verwendung adiabat. Annäherung ist das Produkt der elektronischen Wellenfunktion auf der Schwingung. Wellenfunktion. Wenn wir berücksichtigen, dass sich das Molekül als Ganzes dreht, tritt ein weiterer Faktor in das Produkt ein - drehen. Wellenfunktion. Kenntnisse der elektronischen, oszillierenden. und drehen. Mit Wellenfunktionen können Sie für jedes Molekül physikalisch beobachtbare Durchschnittswerte berechnen: durchschnittliche Positionen von Kernen sowie durchschnittliche Abstände zwischen Kernen und durchschnittliche Winkel zwischen Richtungen von einem bestimmten Kern zu anderen Kernen, einschließlich zu den nächsten (); durchschnittlich elektrisch und magn. Dipol und , mittlere Verschiebungen der elektronischen Ladung beim Übergang von einem getrennten System zu einem Molekül usw. Wellenfunktionen und Energien zerfallen. Die Zustände eines Moleküls werden auch verwendet, um Größen zu finden, die mit Übergängen von einem zum anderen verbunden sind: Übergangsfrequenzen, Übergangswahrscheinlichkeiten, Linienstärken usw. (siehe ).

Wenn das System von Kernen, die ein Molekül bilden, identische enthält, dann gibt es unter allen Kernkonfigurationen solche, die einen bestimmten Raum haben. . Topf. Die Oberflächenmoleküle sind bezüglich der Operationen symmetrisch, die solchen Konfigurationen entsprechen. Aus diesem Grund entsprechen symmetrische Kernkonfigurationen immer Extrempunkten des Potentials. Bindungen (Minima, Maxima, Wendepunkte). Wenn die Gleichgewichtskonfiguration für ein gegebenes Kernsystem nicht die höchstmögliche hat oder völlig asymmetrisch ist, dann muss es auch eine ihr äquivalente Gleichgewichtskonfiguration geben, die aus der ursprünglichen durch diejenigen Operationen erhalten wird, die symmetrische Kernkonfigurationen eines gegebenen ermöglichen Molekül (siehe ).

Die Quantentheorie vermittelt ein reichhaltigeres und vollständigeres Bild des Moleküls in seinen verschiedenen Formen. Staaten im Vergleich zu klassischen. die Theorie der Chem. Gebäude. Es erlaubt vor allem, chem. Bindungen in Molekülen basierend auf der einen oder anderen Art der Verteilung (kovalente Bindungen entsprechen einer ungefähr symmetrischen Verteilung der Wertigkeit zwischen der Bildung solcher Bindungen; sie entsprechen einer starken Verschiebung dieser Dichte zu einer von) oder basierend auf Vorstellungen über den Ursprung von einer bestimmten Bindung (z. B. ) oder aus anderen Gründen (z. B. ein Molekül mit konjugierten Bindungen oder ein Molekül mit einer verteilten Art der Bindung). Die Quantentheorie ermöglicht es Ihnen auch, Zustandsänderungen zu berücksichtigen, die während des Übergangs von einem einzelnen isolierten Molekül zu einem In-vu auftreten, das aus vielen miteinander wechselwirkenden Molekülen für eine bestimmte Größe besteht. Bedingungen. Und zwar verlangen die strengen Ausgangsbestimmungen der Quantentheorie, dass beispielsweise zwei wechselwirkende Moleküle (N 2 + N 2 , N 2 + H 2 O usw.) für ein einziges System betrachtet werden, das alle Kerne und diese beiden Moleküle umfasst gleichzeitig (aufgrund der Erfordernisse der Permutation für , Teilsysteme identischer Kerne usw.), erlauben die Methoden der Quantentheorie jedoch in vielerlei Hinsicht. Fälle, um Ideen zu behalteneinzelne Moleküle, gestört durch gegenseitige Beeinflussung, aber im Mittel behaltend. Maß an Individualität.

Dies sind insbesondere die Vorstellungen von Molekülen (überwiegend mit kovalenten Bindungen), die beim Übergang in einen Kondensator erhalten bleiben. Phase-in bedeutet. Grad der Gleichgewichtsabstände zwischen den Kernen und Valenzwinkel, Hauptsache. Oszillationsfrequenzen usw. Ähnlicher Kondensator. Phasen werden normalerweise genannt. Sie sagen oder sagen. . Andererseits bleibt bei Molekülen die Individualität manchmal nicht erhalten und das Ganze oder ist eine Art einzelnes Molekül. In der Regel behalten sie ihre Hauptsache charakteristische Merkmale und Moleküle im Adsorber. Zustand, sowie in .

Einzelne Moleküle im System erhalten die Bedeutung effektiver Strukturfragmente, ähnlich effektiv in Molekülen innerhalb des klassischen Rahmens. Theorien. Im Großen und Ganzen wird das Modell eines Moleküls oder eines Systems wechselwirkender Moleküle in der Quantentheorie, wenn möglich, normalerweise so aufgebaut, dass die visuellen Darstellungen der klassischen erhalten bleiben. Theorien.

Struktur und Eigenschaften von Molekülen. Klassisch und Quantenmech. theoretisch Ideen über Moleküle werden durch umfangreiche Experimente bestätigt und verfeinert. Material über ihre Heiligen und die Verbindung dieser Heiligen mit der Struktur. Das Konzept umfasst zwei Aspekte: geom. die Struktur der Gleichgewichts-Kernkonfiguration im betrachteten Zustand (bzw. die über die Schwingungsbewegung gemittelte Kernkonfiguration) und die elektronische Struktur, charakterisiert vor allem durch die Verteilung beim Zerfall. geom. Konfigurationen von Kernen, eine Änderung dieser Verteilung während des Übergangs von einer Region von Kernkonfigurationen zu einer anderen sowie die Verteilung anderer physikalischer. Größen (z. B. Zwei-Elektronen-Dichte). Die Eigenschaften des geom. sind: Bindungslängen (Zwischenkernabstände für Verbindungen durch chemische Bindungen), Valenzwinkel (Winkel zwischen Richtungen von einem gegebenen Kern zu den Kernen zweier benachbarter, mit der betrachteten chemischen Bindung verbundener), Torsions- oder Diederwinkel (Diederwinkel zwischen zwei Ebenen, die durch die c.-l. distinguierten Kerntripletts verlaufen). In der Regel geom. Aspekt beinhaltet Informationen über die Bestandteile des Moleküls, die Sequenz und die Vielzahl der Chemikalien. Bindungen zwischen ihnen, mögliche Konformationen. usw. Basierend auf dem Klassiker Theoretisch ermöglicht eine solche Darstellung der Struktur von Molekülen, Strukturfragmente ähnlicher Struktur nach Typen zu klassifizieren, die Eigenschaften von Molekülen mit der Anzahl der darin vorhandenen Strukturfragmente bestimmter Typen zu korrelieren und die Eigenschaften von aufgebauten Molekülen zu vergleichen aus der gleichen Art von Sätzen von Strukturfragmenten. Anschaulich kann mit diesem Ansatz ein Molekül in jedem Zustand entweder durch ein System von (oszillierenden) materiellen Punkten oder im allgemeinen Fall durch ein System überlappender Kugeln dargestellt werden, deren Radien nach bestimmten Regeln gegeben sind ( siehe zum Beispiel ).

Die Kenntnis der Verbreitung ermöglicht es, den Plural zu berechnen. St. Islands bei der Befestigung. nukleare Konfigurationen für jeden Zustand, zB. elektrisch St. Inseln ( , ), dia- und paramagnetische Komponenten der magn. Anfälligkeit usw.

Die Kombination beider Aspekte führt zu Naib. eine vollständige Vorstellung von und seiner Veränderung während des Übergangs von einem Zustand in einen anderen, die Merkmale einzelner Klassen und Homologe. Zeilen und ihr Verhalten in ext. Felder und bei Interaktion. zusammen.

Spektroskopisch Methoden basieren auf der Individualität der chemischen Spektren. Verbindungen, was auf eine Reihe von Zuständen zurückzuführen ist, die für jedes Molekül und die ihnen entsprechende Energie charakteristisch sind. Ebenen. Diese Verfahren ermöglichen es, qualitative und quantitative In-Ins durchzuführen. Absorptions- oder Emissionsspektren im Mikrowellenbereich des Spektrums ermöglichen es, Übergänge zwischen Drehungen zu untersuchen. Zustände, bestimmen die Trägheitsmomente von Molekülen und auf ihrer Grundlage die Länge von Bindungen usw. geom. Molekulare Parameter. untersucht in der Regel Übergänge zwischen Vibration und Rotation. Zustände und wird häufig für spektrale Analyten verwendet. Ziele, weil viele Die Schwingungsfrequenzen bestimmter Strukturfragmente von Molekülen sind charakteristisch und ändern sich geringfügig, wenn sie von einem Molekül zum anderen übergehen. Gleichzeitig ermöglicht es auch eine Beurteilung der Gleichgewichtsgeometrie. Konfigurationen (qualitativ - je nach Beobachtung des einen oder anderen im Spektrum, quantitativ - basierend auf der Lösung des inversen Schwingungsproblems, zumindest für niederatomare Moleküle; vgl