Programación Moore
Primero, las moléculas.
Una molécula es la partícula más pequeña que puede existir de forma independiente y es relativamente estable y mantiene las propiedades físicas y químicas de la materia. Las moléculas están compuestas de átomos, y los átomos se combinan en moléculas en un cierto orden y disposición mediante ciertas fuerzas. Tomemos como ejemplo las moléculas de agua. Si un vaso de agua se separa continuamente hasta que no se rompan las características del agua mala, la partícula más pequeña que aparece en este momento es una molécula de agua (H2O) compuesta por dos átomos de hidrógeno y un átomo de oxígeno. Una molécula de agua se puede subdividir en dos átomos de hidrógeno y un átomo de oxígeno mediante electrólisis, pero sus propiedades son completamente diferentes a las del agua. Algunas moléculas están compuestas por un solo átomo, llamadas moléculas monoatómicas, como el helio y el argón, que son a la vez átomos y moléculas. Las moléculas compuestas por dos átomos se denominan moléculas diatómicas, como las moléculas de oxígeno (O2) y las moléculas de monóxido de carbono (CO): Las moléculas de oxígeno compuestas por dos átomos de oxígeno son moléculas diatómicas homonucleares. Las moléculas de monóxido de carbono constan de un átomo de oxígeno y uno. de átomos de carbono y es una molécula diatómica heteronuclear. Las moléculas compuestas por más de dos átomos se denominan colectivamente moléculas poliatómicas. El número de átomos en una molécula puede ser unos pocos, diez, docenas o incluso miles. Por ejemplo, una molécula de dióxido de carbono (CO2) consta de un átomo de carbono y dos átomos de oxígeno. Una molécula de benceno contiene seis átomos de carbono y seis átomos de hidrógeno (C6H6).
La estructura molecular está relacionada con la posición de los átomos en el espacio y el tipo de enlaces químicos, incluida la longitud del enlace, el ángulo del enlace y el ángulo diédrico entre tres enlaces adyacentes.
Enlace y disposición espacial de los átomos en las moléculas: La estructura molecular tiene una relación decisiva con las propiedades físicas y químicas de las sustancias. La molécula más simple es el hidrógeno y 1 g de hidrógeno contiene más de 1023 moléculas de hidrógeno. Los dos átomos de hidrógeno en una molécula de agua están conectados a un átomo de oxígeno central con un ángulo de enlace de 104,5. Vacantes de átomos en moléculas
Modelo de penetración molecular de la aspirina
La relación no es fija. Además de la traducción de la propia molécula en gases y líquidos, todas las partes de la estructura molecular lo son. en continuo movimiento. Entonces la estructura molecular está relacionada con la temperatura. El tamaño exacto de una molécula varía según su estado (sólido, líquido, gaseoso, disuelto en solución o adsorbido en una superficie).
Dado que no existe una teoría verdaderamente aplicable de la estructura molecular, la estructura detallada de las moléculas complejas no se puede predecir y sólo se puede medir experimentalmente. La mecánica cuántica cree que los electrones orbitales de los átomos fluctúan y el procesamiento matemático de las ondas estacionarias de los electrones (orbitales atómicos) puede determinar cómo se forman los enlaces entre átomos o grupos. Cuanto más se superpongan los orbitales de los electrones de un átomo en el espacio, más estable será el enlace. Los métodos de la mecánica cuántica se basan en una combinación de datos experimentales y operaciones matemáticas aproximadas (operadas por computadoras electrónicas de alta velocidad) y son precisos para sistemas simples, como las predicciones de la forma de las moléculas de agua. Otra teoría es ver la molécula como un sistema de equilibrio electrostático: la atracción entre electrones y núcleos tiende a ser máxima y la repulsión entre electrones tiende a ser mínima. También es importante la atracción de los electrones hacia cada núcleo y los átomos vecinos. Para minimizar la fuerza repulsiva del centro negativo, el sistema está dispuesto lo más simétricamente posible, de modo que cuando el sistema tiene dos pares de electrones, estos están dispuestos linealmente (π), como en el caso del acetileno hay tres pares de electrones dispuestos en una; plano triangular, con un ángulo de enlace de 3π/ 2. Como el etileno. Algunas moléculas están compuestas por un átomo, como el helio, el neón, el argón, etc. , y no hay enlaces químicos.
1. Hay espacio entre las moléculas. Por ejemplo, tome 50 ml de alcohol y 50 ml de agua, y el volumen después de mezclar es inferior a 100 ml. Esto es como cuando se mezclan un tazón de semillas de sésamo y un tazón de soja, las pequeñas semillas de sésamo entran en los espacios entre las semillas de soja más grandes y el volumen después de mezclar es inferior a dos tazones.
2. Todas las moléculas que forman la materia se encuentran en un movimiento irregular sin fin. Cuanto mayor es la temperatura, más rápido se difunden las moléculas, más rápidamente entre sólidos, líquidos y gases. Debido a que el movimiento de las moléculas está relacionado con la temperatura, este movimiento se llama movimiento térmico de las moléculas. La ropa tiende a secarse fácilmente en los días calurosos
3. Generalmente, el diámetro molecular es del orden de 10-10 m.
4. Las moléculas son pequeñas, pero tienen un volumen y una masa determinados.
5. Las propiedades moleculares de una misma sustancia son las mismas, pero las propiedades moleculares de diferentes sustancias son diferentes.
En moléculas con la misma estructura y conformación molecular, si los átomos se disponen en diferentes órdenes y formas, se pueden formar diferentes moléculas. Por ejemplo, se pueden organizar dos átomos de carbono, seis átomos de hidrógeno y un átomo de oxígeno en una molécula de etanol o una molécula de éter dimetílico, y la estructura molecular que se muestra en su fórmula estructural refleja el orden de los átomos dentro de la molécula. Los componentes que forman una molécula son los mismos, pero dispuestos en diferente orden para formar dos o más moléculas. Este fenómeno se llama isomería, y estas moléculas con los mismos ingredientes pero diferentes estructuras se llaman isómeros.
Para reflejar el verdadero número de átomos de una molécula, debemos utilizar una fórmula química. Por ejemplo, las fórmulas químicas del etileno y el propileno son C2H4 y C3H6 respectivamente. Sin embargo, una misma fórmula química no significa que dos moléculas sean moléculas de la misma sustancia, porque la disposición y combinación de los átomos en la molécula, es decir, la estructura de la molécula, es también el elemento que determina las propiedades de la molécula. . Las moléculas con los mismos átomos pero en diferente disposición se llaman isómeros. Los isómeros tienen la misma fórmula química pero diferentes propiedades debido a diferentes estructuras. Los estereoisómeros son isómeros especiales que pueden tener propiedades físicas y químicas muy similares pero al mismo tiempo propiedades bioquímicas muy diferentes.
Mediante cálculos basados en las leyes de la mecánica cuántica, las moléculas tienen una geometría de equilibrio fija: las longitudes de sus enlaces y los ángulos entre ellos. Las sustancias puras están compuestas de moléculas con la misma estructura geométrica. La fórmula química y la estructura de una molécula son dos factores que determinan sus propiedades, especialmente su actividad química.
En segundo lugar, los átomos.
Los átomos se refieren a partículas básicas que no se pueden dividir en reacciones químicas. Los átomos son indivisibles en las reacciones químicas. Pero se puede dividir en estado físico. Los átomos están formados por un núcleo y electrones que orbitan alrededor de él. Los átomos constituyen la unidad más pequeña de la materia general y se llaman elementos. Hay 118 elementos conocidos. Entonces tiene una estructura nuclear.
Los átomos son las unidades más pequeñas de elementos que conservan sus propiedades químicas. Un átomo cargado positivamente contiene un núcleo denso rodeado por muchos electrones cargados negativamente. El núcleo de un átomo negativo está cargado negativamente y los electrones negativos que lo rodean están cargados positivamente. El núcleo de un átomo positivo está formado por protones cargados positivamente y neutrones eléctricamente neutros. Los antiprotones en los núcleos de los átomos negativos están cargados negativamente, lo que hace que los núcleos de los átomos negativos estén cargados negativamente. Cuando el número de protones es igual al número de electrones, el átomo es eléctricamente neutro; en caso contrario, es un ion con carga positiva o negativa. Existen diferentes tipos de átomos según la cantidad de protones y neutrones: la cantidad de protones determina qué elemento es el átomo, mientras que la cantidad de neutrones determina qué isótopo es el átomo. 【2】Los átomos forman moléculas, pero el mismo tipo de cargas en las moléculas se repelen entre sí y diferentes tipos de cargas se atraen entre sí.
¿El diámetro atómico es de unos 10? m La masa de un átomo es muy pequeña, generalmente a la potencia de -27, y la masa se concentra principalmente en protones y neutrones. Los electrones se distribuyen fuera del núcleo y saltan para producir el espectro. Los electrones determinan las propiedades químicas de un elemento y tienen una fuerte influencia en el magnetismo de los átomos. Todos los átomos con la misma cantidad de protones forman los elementos, y la mayor parte de cada elemento tiene un isótopo inestable que puede sufrir desintegración radiactiva.
El átomo era originalmente un concepto abstracto con significado ontológico en filosofía. Con el avance de la comprensión humana, los átomos se han transformado gradualmente de un concepto abstracto a una teoría científica. Los núcleos atómicos y los electrones son partículas microscópicas que forman los átomos. Los átomos pueden formar moléculas.
La partícula más pequeña implicada en los cambios químicos.
La gente solía pensar que los átomos eran las partículas más pequeñas que componen la materia, por eso átomo en griego significa "indivisible", pero en realidad los átomos se pueden dividir en núcleos y electrones extranucleares. El núcleo está compuesto por protones. y neutrones, el número de protones es la base para distinguir diferentes elementos. Los protones y neutrones se pueden subdividir aún más. Entonces, los átomos no son las partículas más pequeñas que forman la materia, sino las partículas más pequeñas en las reacciones químicas.
La masa de un átomo es muy pequeña.
(2) Sigue haciendo movimientos irregulares.
(3) Hay espacios entre los átomos.
④Las propiedades del mismo átomo son las mismas, pero las propiedades de diferentes átomos son diferentes.
Los átomos son las unidades más pequeñas de elementos que conservan sus propiedades químicas. Un átomo contiene un núcleo denso rodeado por muchos electrones cargados negativamente.
El núcleo está compuesto por protones cargados positivamente y neutrones eléctricamente neutros. Los átomos son las partículas más pequeñas de los cambios químicos. Las moléculas están compuestas de átomos. Muchas sustancias están compuestas directamente de átomos.
El nombre inglés de átomo deriva del griego y significa indivisible. Hace mucho tiempo, los filósofos griegos e indios desarrollaron el concepto de que los átomos son indivisibles. En los siglos XVII y XVIII, los químicos descubrieron la base de la física: determinadas sustancias no se pueden descomponer químicamente. A finales del siglo XIX y principios del XX, los físicos descubrieron las partículas subatómicas y la estructura interna de los átomos, demostrando que los átomos no son indivisibles. Los principios de la mecánica cuántica pueden proporcionar un buen modelo para los átomos.
El modelo planetario fue propuesto por Rutherford basándose en el electromagnetismo clásico. Sus principales contenidos son los siguientes:
La mayor parte del volumen de los átomos está vacío.
(2) Hay un núcleo muy pequeño y extremadamente denso en el centro del átomo.
③Toda la carga positiva del átomo está en el núcleo, y casi toda la masa se concentra en el núcleo. Los electrones cargados negativamente se mueven alrededor del núcleo a gran velocidad en el espacio nuclear.
Aunque los átomos son demasiado pequeños para subdividirse químicamente, aún pueden subdividirse utilizando otros métodos porque los átomos también tienen ciertos componentes. Los átomos están compuestos por un núcleo cargado positivamente en el centro y electrones cargados negativamente fuera del núcleo (a diferencia de la antimateria). El núcleo está compuesto de protones y neutrones, y los electrones se mueven a gran velocidad en el gran espacio fuera del núcleo.
Los electrones son las primeras partículas subatómicas descubiertas. El electrón es, con diferencia, la más ligera de todas las partículas, sólo 9,11×10? Kg, es decir, [1/1836.1575438 0(37)] del átomo de hidrógeno fue producido por Millikan mediante el famoso "experimento de la gota de aceite" alrededor de 195438 00. Un electrón lleva una unidad de carga negativa, que es 4,8×10? ¿Unidad electrostática o 1,6×10? Coulomb, su volumen es demasiado pequeño para ser medido con la tecnología actual.
El electrón tiene dualidad onda-partícula, por lo que no se puede determinar que se encuentra en un determinado punto del espacio en un momento determinado, como puede describir el movimiento de los objetos ordinarios. Sólo puede señalar la posibilidad. que aparece en algún lugar fuera del núcleo propiedad (es decir, probabilidad). La probabilidad de que aparezcan electrones en diferentes partes del núcleo es diferente en algunos lugares la probabilidad es alta y en otros lugares la probabilidad es baja. Si utiliza pequeños puntos negros para representar la probabilidad de que aparezcan electrones en todas partes fuera del núcleo (cuanto mayor es la probabilidad, más densos son los pequeños puntos negros), obtendrá una imagen un poco más intuitiva. En estas imágenes, los núcleos atómicos parecen estar rodeados por una nube de electrones cargados negativamente, de ahí el nombre.
Todos los protones y neutrones de un átomo se combinan para formar un núcleo muy pequeño, que en conjunto también puede denominarse núcleo. El radio del núcleo es aproximadamente igual a 1,07×A 1/3 FM, donde A es el número total de núcleos. El orden de magnitud del radio atómico es de aproximadamente 105 fm, por lo que el radio del núcleo es mucho más pequeño que el radio del átomo. Los nucleones están unidos por fuerzas residuales que pueden actuar en distancias cortas. Cuando la distancia es inferior a 2,5 fm, la fuerza es mucho mayor que la fuerza electrostática, por lo que se puede superar la repulsión mutua entre protones cargados positivamente.
El núcleo atómico está compuesto por protones y neutrones (el núcleo de hidrógeno tiene un solo protón). El protón está compuesto por dos quarks arriba y un quark abajo. Tiene una carga positiva unitaria y su masa es 1836,15701. (37) veces la del electrón, es decir 1,6438 0 (65438). Kg, pero parte de la masa se puede convertir en energía de enlace atómico. Los átomos con el mismo número de protones son del mismo elemento. Número atómico = número de protones = número de cargas nucleares = número de electrones fuera del núcleo.
Los neutrones están compuestos por un quark arriba y dos quarks abajo. Las cargas de los dos quarks se anulan entre sí, por lo que el neutrón está descargado, pero es erróneo pensar que el neutrón está descargado.
Para un elemento concreto se puede cambiar el número de neutrones. Un mismo elemento con diferente número de neutrones se llama isótopos. La cantidad de neutrones determina la estabilidad de un átomo y algunos isótopos de elementos pueden sufrir desintegración radiactiva espontáneamente.
Número de masa - Dado que las masas de los protones y neutrones son similares a las masas de los electrones, la masa atómica relativa se define por la suma de los números de protones y neutrones, llamada número de masa.
La masa en reposo de un átomo suele expresarse en unidades de masa atómica unificadas (U), también llamadas Daltons (Da). Esta unidad se define como una doceava parte de la masa atómica del carbono 12 eléctricamente neutro, que es aproximadamente 1,66×10? Kilogramo. El isótopo más ligero del hidrógeno es el átomo más ligero y pesa alrededor de 1,025. El átomo estable más pesado es el plomo-208, con una masa de 207,8 0.
La definición de mol es que para cualquier elemento, un mol siempre contiene el mismo número de átomos, que es aproximadamente 6,022×10.
Por ejemplo, la masa atómica relativa del hidrógeno es 1, y la masa de un mol de átomos de hidrógeno es (1,66×10?. Por ejemplo, la masa atómica del carbono-12 es 12u, y la la masa de un mol de carbono es 0
Algunas sustancias, como elementos metálicos (por ejemplo, hierro, cobre, aluminio, etc.), algunos elementos no metálicos (por ejemplo, diamante, grafito, fósforo rojo, etc.) y los gases raros (como el helio, el neón, el argón) están compuestos directamente de átomos.
Un átomo no tiene una capa más externa definida con precisión, y el radio atómico generalmente se mide en función de la distancia nuclear promedio entre átomos adyacentes.
* * *Rango de precios
Medimos que la distancia nuclear entre los dos átomos de Cl en la molécula de cloro es 1,988 α, por lo que fijamos la mitad de esta distancia nuclear, es decir, 0,994 α, al igual que el radio del átomo de cloro, llamado * * * radio de valencia. * * *El radio de valencia es la mitad de la longitud del enlace del elemento.
Radio del metal
Además, también podemos medir la distancia nuclear entre dos átomos de cobre adyacentes en metales simples como el cobre. La mitad de su valor se llama radio del metal[14]. .
Radio de Van der Waals
En los cristales moleculares, las moléculas están unidas por fuerzas de Van der Waals, como la mitad de la distancia entre dos núcleos adyacentes de un gas noble.
En la tabla periódica de elementos, la tendencia general de los cambios de radio atómico es aumentar de arriba a abajo y disminuir de izquierda a derecha. Entonces el átomo más pequeño es el hidrógeno, con un radio de 0,28 α; el átomo más grande es el de cesio, con un radio de 2,655 α. Debido a que este tamaño es mucho más pequeño que la longitud de onda de la luz visible (aproximadamente 400 ~ 700 nm), no se puede ver con un microscopio óptico o electrónico común. Sin embargo, utilizando un microscopio de efecto túnel, podemos ver átomos individuales.
Espero que te pueda ayudar a aclarar tus dudas.