Молекула

МОЛЕ́КУЛА  — об’єкт, що складається з двох або більше атомів, зв’язаних між собою за допомогою ковалентних (хімічних) зв’язків, що утворюються зовнішніми неспареними електронами атомів. Див. також Міжмолекулярні зв’язки. Наявність таких ковалент. зв’язків і дозволяє дати визначення поняттю «М.», так як енергія цих зв’язків на два порядки перевищує середню енергію міжмолекуляр. взаємодії. У широкому інтервалі зміни термодинаміч. параметрів (т-ри та тиску) М. є об’єк­том дослідж. молекулярної фізики. М. є стійким (інерт.) утво­рен­ням. У хім. реакціях беруть участь уламки М. — радикали, іони, окремі атоми. Найменша М. — це М. водню H₂ (маса 3,32•10^-27 кг, ефектив. діаметр 0,23 нм), найбільшими М. є, напр., М. біополімерів (маса М. ДНК може досягати 10^-16 кг), полімерів і ковалент. монокристалів. Таким чином, окремий зразок діаманту, що складається з великої кількості атомів вуглецю, може вважатися окремою М. У молекулярній біології та біохімії часто використовують термін «макромолекула». М. мають різноманітну форму та характеризуються різною симетрією. Форма не визначається однозначно хім. складом М. — існують ізомери, конформери та оптичні ізомери. Напр., хім. сполуці C₆H₆ відповідають ізомери різної форми: бензол, фульвен, бензвален, призман тощо. Взаємні перетворення їх можуть відбуватися фотохімічно (під дією квантів світла), тоді як термічні перетворення неможливі. Хім. сполуці C₂H₆ відповідають два конформери, перехід між якими може відбуватися під дією зітк­нень М. унаслідок їхнього тепл. руху. Існування оптич. ізомерів пов’язане з тим, що складні (переважно біоактивні) М. не мають площини та центра симетрії. М. оптич. ізомерів (хірал. речовин) існують щонайменше у двох формах, що не можна сумістити одну з одною ніяким поворотом системи як цілого в просторі, оскільки вони співвідносяться як ліва та права ортогонал. декартова система координат. Хірал. речовини обертають площину поляризації світла в різні боки і по-різ­ному поглинають світло, поляризоване по колу вправо і вліво. Хіральність притаманна майже всім амінокислотам, білкам, вуглеводам, нуклеїн. кислотам і низці низькомолекуляр. з’єднань, що є в клітині. М. може мати не два, а більшу кількість оптич. ізомерів. Форма полімер. М. визначається також термодинаміч. та фіз.-хім. параметрами навколиш. середовища, в якому вона перебуває. Полімерна М. може існувати як у формі статистич. клубка (її характер. розмір R_i:N^1/2, де N — число мономерів, або ступінь полімеризації М.), так і у вигляді глобули (R_i:N^1/3) за ін. термодинаміч. умов. Характерні розміри М. лежать у широкому інтервалі. М. є тривимір. об’єктами, переважна більшість М. не має сферично-симетрич. форми, тому поняття характер. розміру М. існує лише для М., що мають хоча б приблизно сферичну симетрію. Характер. розмір склад. М., на відміну від їхніх мас, істотно залежить від стану М. (конфірмацій., ізомерич. тощо). Найбільші біоактивні М., відомі на сьогодні, — це М. ДНК, їх довж. складає до 400 мкм.

Завантажити статтю