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분자는 공유 결합에 의해 함께 결합된 둘 이상의 원자 그룹으로 정의될 수 있으며, 따라서 순수한 화학 물질의 조성과 특성을 유지하는 가능한 가장 작은 단위를 구성하는 일정한 조성의 개별 전기적 중성 단위를 형성합니다. .
분자는 같은 종류의 원자로 구성될 수 있으므로 화학 원소의 다른 동소체에 해당하는 동핵종을 형성합니다. 예를 들어, 기체 산소는 O 2 분자 (즉, 2개의 산소 원자의 분자) 로 구성된 산소의 동소체 이며, 오존(O 3 ) 분자는 3개의 산소 원자로 구성되고 또 다른 자연 동소체를 나타냅니다. .
분자는 또한 하나 이상의 원소 원자로 구성되어 분자 화합물을 생성할 수 있습니다. 가장 간단한 예는 하나의 산소 원자에 결합된 두 개의 수소 원자로 구성된 H 2 O 분자로 구성된 물입니다 .
분자는 2개의 원자로 구성된 매우 작은 것(가장 작은 것은 수소 분자, H 2 )에서 수천 개의 원자로 구성된 매우 큰 것(예: DNA, 단백질 및 다당류)에 이르기까지 다양합니다.
분자 및 이온 화합물
우리는 일반적으로 분자에 사용하는 것과 유사한 공식을 가진 염 및 일부 산화물과 같은 이온성 화합물을 나타내지만 이온성 화합물은 일반적으로 분자로 간주되지 않는다는 점을 명확히 하는 것이 매우 중요합니다 . 이는 염화나트륨(NaCl 또는 일반 식염)과 같은 이온성 화합물의 결정이 각 이온(예: 나트륨 양이온)이 단일 반대 이온(예: 염화물 음이온) 공식이 제안하는 것처럼 보입니다.
이온 결합에서 반대 전하를 띤 이온은 정전기적 인력에 의해 함께 유지되므로 단일 양이온(양전하를 띤 이온)은 그 주변의 모든 반대 전하를 띤 음이온을 동등하게 끌어당깁니다. 결정 구조에서 각각의 양이온은 주변의 모든 음이온과 동시에 결합되어 있고 동시에 각 음이온은 주변의 모든 양이온과 결합되어 있다고 말하는 것과 같습니다.
이러한 이유로 이온 결정은 서로 연결된 원자 그룹으로 구성된 별개의 개별 입자가 아니라 실제로 이온 결합에 의해 모두 연결된 수백만 개의 이온 집합체로 볼 수 있습니다.
많은 사람들이 염을 분자라고 부르는 이유는 무엇입니까?
혼란은 우리가 이온성 화합물(예: NaCl, KBr, NaNO 3 )을 분자식 으로 나타내는 공식을 실제로는 실험식인데도 언급하는 매우 일반적인 실수에서 비롯될 수 있습니다.
분자량에 대해서도 마찬가지입니다. 분자 화합물과 원소(분자로 구성된 원소)만이 분자량을 가집니다. 염화나트륨의 분자량으로 NaCl의 무게를 언급하는 것은 올바르지 않습니다(NaCl은 분자가 아니기 때문입니다). 대신 실험식에서 원자의 무게를 더한 것이므로 공식 무게라고 불러야 합니다.
공유 결합 네트워크의 분자 및 고체
마지막으로 공유 결합을 통해 원자가 연결된 모든 물질이 분자로 간주되는 것은 아니라는 점도 명확히 해야 합니다. 이에 대한 예는 공유 결합 고체(또는 공유 결합 네트워크 고체)입니다. 이러한 물질은 공유 결합으로 함께 연결된 2차원 네트워크(시트) 또는 3차원 원자로 구성됩니다.
이온성 고체와 마찬가지로 공유 결합 격자 고체에서도 동일한 현상이 발생합니다. 분자를 나타낼 수 있는 개별 단위(개별 원자 제외)가 없습니다. 이러한 이유로 함께 연결된 탄소 원자 네트워크로 구성된 흑연 및 다이아몬드와 같은 물질은 분자 물질로 간주되지 않습니다.
분자의 종류
분자는 구성, 크기 및 기원에 따라 여러 가지 방법으로 분류할 수 있습니다.
구성에 따른 분자의 종류
- 동핵 분자: 단일 유형의 원자 또는 동일한 요소의 원자에 의해 형성되는 분자입니다. 이들은 분자 수소, 산소 및 질소와 같은 분자 요소가 만들어지는 분자입니다.
- 이종핵 분자: 그들은 가장 많고 둘 이상의 유형의 원자가 결합하여 형성됩니다. 이것은 그들이 분자 화합물의 불연속 단위를 나타낸다는 것을 의미합니다. 그 예로는 물(H 2 O), 이산화탄소(CO 2 ), 메탄(CH 4 ) 등이 있습니다.
크기에 따른 분자의 종류
- 이원자 분자: 서로 같거나 다른 여부에 관계없이 두 개의 원자로만 구성된 분자입니다.
- 삼원자 분자: 오존, 물, 이산화탄소와 같이 서로 같거나 다른 세 개의 원자로 구성된 분자입니다.
- 작은 다원자 분자: 3개 이상의 원자로 구성됩니다. 작은 분자와 큰 분자 사이에는 명확한 경계가 없지만 포도당(C 6 H 12 O 6 ), 메탄(CH 4 ) 및 최대 수백 개의 원자로 구성된 더 큰 복합체와 같은 대부분의 단순한 분자는 여전히 분자로 간주됩니다. .조금.
- 큰 분자 또는 거대분자: 거대분자라는 용어는 거의 항상 수천 개의 원자를 포함하고 단량체라고 하는 여러 개의 더 작은 분자가 차례로 결합하여 형성되는 분자를 가리키는 데 사용됩니다. 천연 고분자와 합성 고분자 모두 마찬가지입니다. 예를 들면 DNA, RNA 및 단백질의 폴리펩타이드 사슬이 있습니다.
기원에 따른 분자의 종류
- 유기 분자: 이들은 수소, 산소, 질소, 인, 할로겐 및 황을 포함할 수 있는 탄소 기반 분자이며 탄화수소, 알코올 및 방향족 화합물과 같은 생명체에서 나옵니다.
- 무기 분자: 그들은 유기 분자의 반대입니다. 그들은 대기, 토양 및 수역에서 발생하지만 생명체의 개입은 없습니다.
- 생물학적으로 중요한 분자: 유기 분자 내에는 생명과 세포 과정에 특히 중요한 분자 그룹이 있습니다. 이러한 분자에는 물, 탄수화물, 아미노산 및 단백질, 핵산 및 지질이 포함됩니다.
극성에 따른 분자의 종류
- 극성 분자: 순 쌍극자 모멘트, 즉 쌍극자 모멘트가 서로 상쇄되지 않는 극성 결합을 갖는 분자입니다.
- 비극성 분자: 이들은 극성 결합이 없거나 모든 결합의 쌍극자 모멘트가 분자 대칭으로 인해 서로 상쇄되는 분자입니다.
크고 작은 분자의 예
오존( O3 )
오존은 무기 동핵, 삼원자 분자의 예입니다.
버키볼 또는 풀러린( C 60 )
C 60 풀러렌은 탄소의 분자 동소체 중 하나입니다. 축구공과 비슷한 구를 형성하는 60개의 탄소 원자 분자로 구성되어 있어 동핵 분자입니다.
사산화이질소(N 2 O 4 )
이 갈색 가스는 작은 이핵 무기 분자인 N 2 O 4 분자 로 구성됩니다 .
아세톤((CH3 ) 2C = O)
아세톤은 극성 유기 분자의 예 입니다 .
자당 ( C12H22O11 ) _ _ _
이 탄수화물은 이당류(서로 연결된 두 개의 설탕 분자로 형성됨)이며 생물학적으로 중요한 유기 분자를 나타냅니다.
구형 액틴(G 액틴)
구형 액틴은 단백질, 즉 생물학적 거대분자의 한 예이며, 이 경우 구형 구조를 형성하는 374개 아미노산의 결합에 의해 형성됩니다.
참조
브라운, T. (2021). 화학: 중앙 과학. (11판). 영국 런던: Pearson Education.
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