Є молекула найдрібнішої частинкою речовини: сучасні уявлення про "цеглу" матерії

Всі оточуючі нас речовини є дискретними, тобто складаються з окремих маленьких "цеглинок". Більшості людей відомі два типи цих "цеглинок": молекули і атоми. Є молекула найдрібнішої частинкою речовини? Це питання розглядається у статті. Питання про структуру матерії

Перш ніж переходити до відповіді на питання про те, чи є молекула найдрібнішої частинкою речовини і чому, якщо так, або ні, корисно розглянути поява самої концепції про дискретності матерії.

Сучасні досягнення науки в чому зобов\'язані вчення давньогрецьких філософів. Не є винятком і питання про структуру навколишнього нас матерії. Багато джерела свідчать, що Демокріт, спостерігаючи за іскрами, які виникають, якщо потерти хутром бурштин, припустив існування елементарних часток, що утворять матерію. Згодом він розвинув своє вчення, яке нині прийнято називати атомистическим. Саме слово "атом" з давньогрецької перекладається як "неподільний".

Тут важливо підкреслити дві особливості: по-перше, Демокріт не самостійно додумався про існування атомів, багато ідеї цього вчення належать його наставнику; по-друге, є історичні свідчення, що ще в XV столітті в Індії існувало схоже вчення про дискретності речовини, тобто за 1000 років до народження Демокріта!

Атомне вчення про будову матерії не було сприйнято в Античний час (відомо, що знаменитий давньогрецький філософ Аристотель відкидав цю концепцію), а в Середні століття питання про будову речовини навіть не ставилося, оскільки в цей час наука практично не розвивалася. Згадали про атом тільки в Новий час, тоді й з\'явилося поняття "молекула". "Поява" молекули

Відомий італійський фізик Амедео Авогадро в XVIII столітті, вивчаючи поведінку газів, прийшов до висновку, що вони складаються не з атомів, а з більш великих утворень, для яких він використовував назву "молекула". Цей термін з латинської мови можна перекласти як "маленька маса", тобто частинку, що утворює речовину. Виходячи із значення самого назви, можна відповісти позитивно на питання про те, чи є молекула найдрібнішої частинкою речовини. Однак це буде невірно! Тут цікаво провести аналогію з назвою "атом", адже він також не є "неподільний". Сучасні уявлення про молекулах

Згідно з сучасним визначенням, молекула – це електрично нейтральна і стабільна група принаймні двох атомів, які з\'єднані між собою сильними хімічними зв\'язками (ковалентными, іонними). До цього визначення важливо додати властивість молекул об\'єднуватися в масивні тіла за рахунок слабких сил (вандерваальсовые взаємодії, водневі зв\'язки).

Прикладами молекул є вода (H2O), кисень (O2), молекула білка, ДНК і багато інших. Раніше говорили також про одноатомних молекулах (благородні гази), однак нині це поняття практично не використовується, оскільки одноатомная молекула є простим атомом.

Також під поняття "молекула" не потрапляють кристалічні та аморфні структури. Наприклад, у випадку металевого кристала не прийнято говорити про молекулі. Головним чином цим поняттям оперують в біології та органічної хімії, коли говорять про білках, жирах і вуглеводах.

Молекула – це не найдрібніша частинка речовини!

Чому не є молекула найдрібнішої частинкою речовини? Тому що вона складається з атомів, тому атом – це найдрібніша одиниця матерії. Наприклад, вода у вигляді рідини складається з молекул H2O, але ж сама молекула складається з одного атома кисню і двох атомів водню.

У природі багато прикладів речовин, які не утворені молекулами. По суті такими є багато тверді матеріали неорганічної хімії: металеві (сталь), ковалентні (алмаз), іонні (кухонна сіль) кристали.

У свою чергу, більшість рідин (вода, спирт, бензин) і газів (вуглекислий газ, метан) – це молекулярні структури, тобто найдрібніших їх "цеглинкою" є відповідна молекула.

Цікаво, але на багатьох форумах люди відповідають позитивно на питання про те, чи є молекула найдрібнішої частинкою речовини. Чому? У цій відповіді робиться посилання на той факт, що молекула зберігає властивості конкретної речовини, якщо його поділити на ці "цеглинки". Ця відповідь є неправильною, оскільки властивості об\'ємної матерії багато в чому залежать не тільки від молекул (якщо такі в неї є), які її складають, але й від взаємодії між ними. Наприклад, окрема молекула води не володіє тими ж фізичними властивостями, які буде проявляти моль молекул води. Більш того, при зменшенні геометричних розмірів системи велику роль починають грати квантові ефекти.

Є атом цієї найдрібнішої одиницею матерії?

Після того як був розібраний питання про те, що дійсно молекули – це частинки, але вони не є найменшими структурними одиницями матерії, цікаво зауважити, що атому хоча і належить роль самої крихітної частинки матерії, все ж він не є "неподільний".

Багато людей знають, що атоми складаються з протонів, нейтронів і електронів. Деякі знають, що протони або нейтрони, в свою чергу, складаються з кварків. Тоді виходить кварк – елементарна частинка матерії?

Відповідь на це питання не може бути однозначним. Так, вченим відомі елементарні частинки класу лептонів, найменшою з яких є нейтрино, однак нейтрино не утворює матерії. До лептонам також відноситься і електрон, його енергія набагато менше енергії будь-якого кварка, тому в енергетичному плані він може вважатися елементарною часткою речовини. Тим не менш питання ускладнюється існуванням деяких сучасних фізичних теорій (наприклад, теорії суперструн), в яких висуваються гіпотези про існування ще більш дрібних "цеглинок" матерії. Автор: Валерій Савельєв 30 Серпня 2018

Категория: Новости