Молекула

Молекула (яңы лат. molecula, баш ялғана лат. moles — масса) — атомдарҙың ковалентлы бәйләнешенән барлыҡҡа килгән электрлы нейтраль киҫәксә. Шулай уҡ физикала бер атомлы молекулаларҙы ла молекулаға индерәләр. Улар ирекле (химик бәйләнешһеҙ) атомдар (мәҫәлән, инерт газдарҙың, терегөмөштөң һәм башҡаларҙың). Бер атомлы молекулаларҙы молекулаларға индереү «молекула» һәм «атом» тигән төшөнсә бирә. Ғәҙәттә, молекулалар нейтраль тип күҙаллана (электр заряды йөрөтмәй) һәм парһыҙ электрондар ҙә йөрөтмәй (бар валентлылыҡтар менән тығыҙ) зарядлы молекулаларҙы иондар тип йөрөтәләр. Мултисырмаулы молекулаларҙы (электрондар менән йоплашмаған һәм валентлылҡтар менән тығыҙ) — радикалдар тиҙәр.

Юғары молекуляр массалы күп молекуляр фрагменттарҙан торған молекулаларҙы макромолекулалар тип атала..

Квант механикаһы күҙлегенән ҡарағанда, молекула — атомдар системаһы түгел, ә үҙ-ара тәьҫир итешкән электрондар һәм атом ядролары системаһы.

Молекулалар төҙөлөшө үҙенсәлектәре был молекулаларҙан торған матдәнең физик үҙенсәлектәрен билдәләй.

Молекуляр төҙөлөшөн ҡаты хәлдә һаҡлаусы матдәләргә, мәҫәлән, һыу, углерод оксиды (IV), бик күп органик матдәләр инә. Уларға түбән иреү һәм ҡайнау нөктәләре булыуы хас. Күпселек ҡаты (кристалл) органик булмаған матдәләр молекулаларҙан түгел, ә башҡа киҫәксәләрҙән (иондарҙан, атомдарҙан) тора һәм макроесемдәр (натрий хлориды кристалы, баҡыр киҫәге һ.б.) барлыҡҡа килтерәләр.

Ҡатмарлы матдәләрҙең молекулалары составы химик формулалар ярҙамында яҙыла.

Краткий обзор различных семейств элементарных и составных частиц, и теории, описывающие их взаимодействия. Фермионы — слева, бозоны — справа. (пункты на картинке кликабельны)

Тарихы

1860 йылда Карлсруэла үткән Халыҡ-ара химиктар съезында молекула һәм атом төшөнсәләрен билдәләү ҡабул ителә. Молекула химик матдәнең бөтә химик үҙенсәлектәренә эйә булған иң бәләкәй киҫәксәһе тип билдәләнә.

Химик төҙөлөштөң классик теорияһы

B₂H₆. диборан молекулаһының сферик таяҡ моделе. Бор атомдары алһыу төҫтә, водород һоро төҫтә күрһәтелгән. Моновалентлы водородтың үҙәк «күпер» атомдары күрше бор атомдары менән өс үҙәкле бәйләнеш булдыра

Диборан молекулаһының арауыҡта төҙөлөшө.Бәйләүестәрҙең оҙонлоғо һоро төҫ менән, валент мөйөштәре төҫө итепкүрһәтелә. Периферия яҫылығы һәм H-B-H йәҙрәһенең өслө күпере араһындағы дихедраль мөйөш — 90°

Химик структураның классик теорияһында молекула матдәнең бөтә химик үҙенсәлектәренә эйә булған иң бәләкәй тотороҡло киҫәксәһе тип һанала. Был билдәләмәлә молекулаларға монатомик киҫәксәләр (атап әйткәндә, инерт газ молекулалары) инә.

Матдәнең молекулаһы даими составҡа эйә, йәғни химик бәйләнештәр менән берләштерелгән атомдар һаны, шул уҡ ваҡытта молекуланың химик индивидуаллеге химик бәйләнештәрҙең дөйөмлөгө һәм конфигурацияһы менән билдәләнә, йәғни уның составына ингән атомдарҙың үҙ-ара тәьҫир итешеүе уның тотороҡлолоғон һәм төп үҙенсәлектәрен тышҡы шарттарҙың етерлек киң диапазонында тәьмин итә.. Молекулаларҙың үҙенсәлектәренә һәм барлыҡҡа килгән матдәгә йыш ҡына һиҙелерлек йоғонто яһаусы үҙ-ара валентһыҙ тәьҫир итешеү (мәҫәлән, водород бәйләнеше) молекуланың индивидуаллеге критерийы булараҡ иҫәпкә алынмай.

Классик теорияның үҙәк позицияһы — химик бәйләнеш торошо, шул уҡ ваҡытта ике үҙәкле бәйләнештәр генә түгел, шулай уҡ күп үҙәкле (ғәҙәттә өс үҙәкле, ҡайһы берҙә дүрт үҙәкле) «күпер» атомдары менән бәйләнештәр булыуы мөмкин —мәҫәлән, боранда күперле водород атомдары, классик теорияла химик бәйләнештең тәбиғәте ҡаралмай — тик валентлыҡ мөйөштәре генә ҡарала, диэдраль мөйөштәр , бәйләнеш оҙонлоғо һәм уларҙың энергияһы иҫәпкә алына..

Шулай итеп, классик теорияла молекула динамик системанан ғибәрәт, унда атомдар матди нөктә булараҡ ҡарала һәм атомдар һәм сикле төркөмдәр молекуланың минималь энергияһына тап килгән ниндәйҙер тигеҙлекле ядро конфигурацияһына ҡарата механик әйләнеш һәм тирбәлеү хәрәкәттәре яһай ала һәм гармоник осцилляторҙар системаһы булараҡ ҡарала.

Молекула атомдарҙан, дөрөҫөрәге, билдәле бер һандағы эске электрондар менән уратып алынған атом йәҙрәһенән һәм химик бәйләнештәр барлыҡҡа килтергән тышҡы валентлыҡ электрондарынан тора. Атомдарҙың эске электрондары ғәҙәттә химик ҡушылмалар булдырыуҙа ҡатнашмай. Матдә молекулаларының составы һәм төҙөлөшө уны етештереү ысулына бәйле түгел.

Атомдар молекулала күп осраҡта химик бәйләнештәр менән берләшә. Ҡағиҙә булараҡ, бындай бәйләнеш ике атомдың уртаҡ биләмәһендә бер, ике йәки өс пар электроy ярҙамында барлыҡҡа килә, улар дөйөм электрон болото барлыҡҡа килтерә, уларҙың формаһы гибридлашыу төрө менән тасуирлана. Молекула ыңғай һәм кире зарядлы атомдарға (ион) эйә булырға мөмкин.

Молекула составы химик формулалар буйынса тапшырыла. Эмпирик формула матдә һәм молекуляр ауырлыҡ элементтарының атом нисбәте нигеҙендә урынлаштырыла.

Молекуланың геометрик төҙөлөшө атом йәҙрәләренең тигеҙ ҡоролошо менән билдәләнә. Атомдарҙың үҙ-ара тәьҫир итешеү энергияһы йәҙрә араһындағы алыҫлыҡҡа бәйле. Бик алыҫ араларҙа был энергия нулгә тиң. Әгәр атомдар конвергенцияһы ваҡытында химик бәйләнеш барлыҡҡа килһә, атомдар бер-береһенә ныҡ тартыла (көсһөҙ тартылыу химик бәйләнеш барлыҡҡа килмәйенсә күҙәтелә), артабанғы конвергенция менән атом йәҙрәһенең электростатик репульсив көстәре эш итә башлай. Атомдарҙың көслө берләшеүенә уларҙың эске электрон ҡабырсаҡтарын берләштереү мөмкин түгеллеге лә ҡаршылыҡ булып тора.

Молекулалағы һәр атомға билдәле бер атом йәки ковалент радиус (ион бәйләнеше осрағында ион радиусы) бирелеүе мөмкин, был атомдың электрон ҡабығының (ион) ҙурлығында молекулала химик бәйләнеш барлыҡҡа килтерә. Молекуланың электрон ҡабығы ҙурлығы шартлы дәүмәл булып тора. Молекуланың электрондарын атом йәҙрәһенән күпкә алыҫыраҡ табыу ихтималлығы бар ( бик бәләкәй булһа ла). Молекуланың ғәмәли ҙурлығы тигеҙлек алыҫлығы менән билдәләнә, уның ярҙамында молекулаларҙың молекуляр кристаллда һәм шыйыҡлыҡта тығыҙ төрөлөүе мөмкин. Ҙурыраҡ арауыҡтарҙа бер-береһенә молекулалар йәлеп ителә, бәләкәйерәк арауыҡтарҙа уларҙы кире ҡағалар. Молекуланың ҙурлығын молекуляр кристалдарҙы рентген дифракцияһы анализы ярҙамында табырға мөмкин. Был үлсәмдәрҙең ҙурлығын диффузия коэффициенттарынан, газдарҙың термик үткәреүсәнлегенән һәм йәбешкәклегенән һәм ҡуйыртылған тороштағы матдә тығыҙлығынан билдәләргә мөмкин. Бер үк йәки төрлө молекулаларҙың валентлы бер-береһе менән бәйле булмаған атомдары бер-береһенә ҡушылырға мөмкин булған арауыҡҡа ван дер Ваальс радийының уртаса ҡиммәттәре хас.

Ван-дер-Ваальс радиусы ковалент радиусынан күпкә ҙурыраҡ. Ван дер Ваалстың, ковальентлы һәм ионлы радийҙың ҙурлығын белеп, уларҙың электрон ҡабырсаҡтарының формаһын һәм ҙурлығын сағылдырыусы молекулаларҙың визуаль моделдәрен төҙөргә мөмкин.

Әҙәбиәт

• М. В. Татевский Квант механикаһы һәм молекулаларҙың төҙөлөшө теорияһы. — М.: изд-во МДУ-НЫ, 1965. — 162 б.
• Р Бейдер Молекулала атомдар. Квант теорияһы. — М.: Мир, 2001. — C. 532. ISBN 5-03-003363-7
• В. И. Минкина, Б. Я. Симкин, Р. М. Миняев Молекулаларҙың төҙөлөшө теорияһы. — М.: Юғары мәктәбе, Туғыҙ мең туғыҙ йөҙ етмеш. — С. 408
• Кук Д. Молекуляр системаларҙың квант теорияһы. Берҙәм ҡараш. Пер ингл. М.: Интеллект, 2012. — 256 с. ISBN 978-5-91559-096-9
• Степанов Н. Ф. Молекула // Химик энциклопедияһы : 5 т. / Гл. ре. И. Лена Кнунянц. — М.: Ҙур Рәсәй энциклопедияһы, 1992. — Т. 3: Баҡыр—Полимер. — С. 106-109. — 639 с. — 48 000 дана — ISBN 5-85270-039-8.

Һылтанмалар

• Молекула // Брокгауз һәм Ефрондың энциклопедик һүҙлеге: 86 томда (82 т. һәм 4 өҫтәмә том). — СПб., 1890—1907. (рус.)
• Молекула (видеурок, программа 7 класс)
• Molecule // Book IUPAC Gold
• Molecular entity // Book IUPAC Gold
• Атом һәм молекула теорияһы тулҡын механикаһы Шредингер Э. 1927 УФНА
• Мәҡәлә «Молекула» физик энциклопедияһында
• Дәрес темаһы буйынса "атом һәм молекула"