分子是能单独存在、并保持纯
物质的化
学性质的最小粒子。
一个
分子是由多个原子在共价键中透过共享电子连接一起而形成。它可以由相
同化学元素的原子组成,如氧气 O2;也可以是不同的
元素,如
水分子 H2O。抽象地,一个单一原子也可当作是一
分子(单原子
分子),但在实际使用时,“
分子”指的通常是多个原子的化
学化合物。
原子在某一
元素的
分子内的数目叫作该
元素的原子数。
在气体
元素中,氢(H2)、氮(N2)、氧(O2)、氟(F2)和氯(Cl2)的原子数是2。稀有气体(如氩 Ar)是1。
固体元素中,黄磷(P4)原子数是4,硫(S8)的是8。所以,氩(Ar)是单原子,氧气(O2)是双原子的,臭氧(O3)则是三原子的。
由
分子组成的
物质叫
分子化合物。
大部分的
分子太细小,无法用肉眼看见,但也有例外,如
DNA——高
分子化合物的一种。
实验式
分子的一个特征就是组成化合物的
元素比例总是整数。例如,纯
水中氢和氧的比例总是2:1,乙醇中碳、氢、和氧总是以2:6:1的比例组合。利用各种
元素的比例和化
学符
号就可以组成
分子的实验式。但是单凭实验式是无法决定
分子的类别——如乙烯的实验式就与丙烯一样(同是CH2),尽管这两个
分子的原子数或质量都不同。
化
学式
要反映
分子中各种原子的真实数量,就要利用化
学式。例如乙烯和丙烯的化
学式分别为C2H4和C3H6。
但化
学式相同并不代表两个
分子是一样的
物质,因为
分子中原子的排列和组合,亦即
分子的结构,也是决定
分子性质的要素。同样的原子但排列不同的
分子叫同分异构体。同分异构体有同一化
学公式但因不同结构的关系有不同的特质。立体异构体是一种特别的异构体,它们可以有很相似的物理及化
学性质,而同时有十分不同的生物化
学性质。
由量子
力学的定律的演算,
分子有固定的平衡几何状态——键的长度和之间的角度。纯
物质都是由相同几何结构的
分子组合而成的。
分子的化
学式和结构是决定它的特质,尤其是它的化
学活性的两要素。