Идея о том, что всё вещество состоит из мельчайших частиц и не делится бесконечно, высказывалась ещё в античности. Однако строгое доказательство существования мельчайших частиц вещества — молекул — было получено лишь в середине XIX в. Тогда же было установлено и сложное строение молекулы. Рассмотрим эту тему более подробно, дадим определение молекулы и атома.
Мельчайшая частица вещества, которая не может быть разложена с помощью любых химических воздействий, называется атомом. Каждая молекула состоит из одного и более атомов. Все молекулы одного вещества имеют одинаковый состав и строение.
В отличие от многих миллионов видов молекул, число видов атомов в природе невелико. К середине XIX в. их было известно менее сотни. К настоящему времени в природе было найдено 94 элемента, и ещё 24 синтезированы искусственно.
Строение молекулы
В мире существует огромное множество различных молекул с самыми разными свойствами. Самые простые молекулы состоят из одного атома. Пример такой одноатомной молекулы — благородные газы: гелий, неон, аргон, криптон, ксенон, радон. Большая часть молекул состоит из нескольких атомов, при этом атомы могут быть одинаковы, такими, к примеру, являются двухатомные молекулы кислорода, азота, многих других газов. Но чаще каждая молекула состоит из атомов различных видов (элементов).
Атомы внутри молекулы удерживаются электростатическими силами на определённых расстояниях, в зависимости от видов этих атомов. Более того, каждая молекула имеет свою пространственную структуру. Например, молекула углекислого газа состоит из трёх атомов, лежащих на одной прямой. А молекула воды — из трёх атомов, лежащих в вершинах равнобедренного треугольника, причём угол при вершине (атоме кислорода) составляет около 105 градусов.
При сжатии молекулы возрастают силы отталкивания между атомами, при растяжении молекулы возрастают силы притяжения. Это обеспечивает стабильность молекул. Чтобы её разрушить, необходимо приложить энергию — химическую, термическую или электрическую.
Наиболее сложно устроены молекулы органических веществ. Эта сложность обуславливается тем, что атомы углерода могут соединяться друг с другом в длинные цепочки, одновременно присоединяя атомы других элементов. Самые большие молекулы — молекулы белков и основа генетики — молекула ДНК. В каждую такую молекулу могут входить сотни тысяч атомов. Один моль воды (моль содержит $6.022 times 10^{23}$ молекул) весит 18 грамм. А 1 моль ДНК может весить свыше миллиона тонн.
Что мы узнали?
Молекула — это мельчайшая частица вещества, сохраняющая физические и химические свойства. Она состоит из одного и более атомов. Атомы образуют определённую пространственную структуру молекулы и удерживаются в таком виде электростатическими силами.
