Что такое молекула права

Обновлено: 16.05.2024

АВОГАДРО ЗАКОН. О жизни выдающегося итальянского ученого Лоренцо Романо Амедео Карло Авогадро ди Кваренья э ди Черрето (1776–1856) мы знаем очень мало. Известно, что он получил юридическое образование и был адвокатом по делам бедных. А когда войска Наполеона заняли Северную Италию, Авогадро стал секретарем новой французской провинции. Но не защита бедных и не ответственная работа в новой французской администрации принесли ему всемирную (хотя и сильно запоздавшую) славу. Сейчас невозможно найти ни одного учебника химии и физики, на каком бы языке он ни был издан, в котором бы не упоминался закон, сформулированный с помощью гениальной интуиции итальянского ученого. Именно закон Авогадро помог ученым правильно определить формулы многих молекул и рассчитать атомные массы различных элементов.

В 1808 Гей-Люссак (совместно с немецким естествоиспытателем Александром Гумбольдтом) сформулировал так называемый закон объемных отношений, согласно которому соотношение между объемами реагирующих газов выражается простыми целыми числами. Например, 2 объема водорода соединяются с 1 объемом водорода, давая 2 объема водяного пара; 1 объем хлора соединяется с 1 объемом водорода, давая 2 объема хлороводорода и т.д. Этот закон в то время мало что давал ученым, поскольку не было единого мнения о том, из чего состоят частицы разных газов. Не существовало и четкого различия между такими понятиями как атом, молекула, корпускула.

Во времена Авогадро его гипотезу невозможно было доказать теоретически. Но эта гипотеза давала простую возможность экспериментально устанавливать состав молекул газообразных соединений и определять их относительную массу. Попробуем проследить логику таких рассуждений. Эксперимент показывает, что объемы водорода, кислорода и образующихся из этих газов паров воды относятся как 2:1:2. Выводы из этого факта можно сделать разные. Первый: молекулы водорода и кислорода состоят из двух атомов (Н₂ и О₂), а молекула воды – из трех, и тогда верно уравнение 2Н₂ + О₂ ® 2Н₂О. Но возможен и такой вывод: молекулы водорода одноатомны, а молекулы кислорода и воды двухатомны, и тогда верно уравнение 2Н + О₂ ® 2НО с тем же соотношением объе мов 2:1:2. В первом случае из соотношения масс водорода и кислорода в воде (1:8) следовало, что относительная атомная масса кислорода равна 16, а во втором – что она равна 8. Кстати, даже через 50 лет после работ Гей-Люссака некоторые ученые продолжали настаивать на том, что формула воды именно НО, а не Н₂О. Другие же считали, что правильна формула Н₂О₂. Соответственно в ряде таблиц атомную массу кислорода принимали равной 8.

Однако был простой способ выбрать из двух предположений одно верное. Для этого надо было лишь проанализировать результаты и других аналогичных экспериментов. Так, из них следовало, что равные объемы водорода и хлора дают удвоенный объем хлороводорода. Этот факт сразу отвергал возможность одноатомности водорода: реакции типа H + Cl → HCl, H + Cl₂ → HCl₂ и им подобные не дают удвоенного объема HCl. Следовательно, молекулы водорода (а также хлора) состоят из двух атомов. Но если молекулы водорода двухатомны, то двухатомны и молекулы кислорода, а в молекулах воды три атома, и ее формула – Н₂О. Удивительно, что такие простые доводы в течение десятилетий не могли убедить некоторых химиков в справедливости теории Авогадро, которая в течение нескольких десятилетий оставалась практически незамеченной.

Отчасти это объясняется отсутствием в те времена простой и ясной записи формул и уравнений химических реакций. Но главное – противником теории Авогадро был знаменитый шведский химик Йенс Якоб Берцелиус, имевший непререкаемый авторитет среди химиков всего мира. Согласно его теории, все атомы имеют электрические заряды, а молекулы образованы атомами с противоположными зарядами, которые притягиваются друг к другу. Считалось, что атомы кислорода имеют сильный отрицательный заряд, а атомы водорода – положительный. С точки зрения этой теории невозможно было представить молекулу кислорода, состоящую из двух одинаково заряженных атомов! Но если молекулы кислорода одноатомны, то в реакции кислорода с азотом: N + O → NO соотношение объемов должно быть 1:1:1. А это противоречило эксперименту: 1 л азота и 1 л кислорода давали 2 л NO. На этом основании Берцелиус и большинство других химиков отвергли гипотезу Авогадро как не соответствующую экспериментальным данным!

В настоящее время моль определяется иначе: это количество вещества, содержащего столько же структурных элементов (это могут быть атомы, молекулы, ионы или другие частицы), сколько их содержится в 0,012 кг углерода-12. (О причинах выбора в качестве стандарта именно углерода (см. ОТНОСИТЕЛЬНАЯ АТОМНАЯ МАССА, УГЛЕРОДНАЯ ЕДИНИЦА). В 1971 решением 14-й Генеральной конференции по мерам и весам моль был введен в Международную систему единиц (СИ) в качестве 7-й основной единицы.

Постоянную Авогадро определяли многими методами. Например, из голубого цвета неба следует, что солнечный свет рассеивается в воздухе. Как показал Рэлей, интенсивность рассеяния света зависит от числа молекул воздуха в единице объема. Измерив соотношение интенсивностей прямого солнечного света и рассеянного голубым небом, можно определить постоянную Авогадро. Впервые подобные измерения были проведены итальянским математиком и видным политическим деятелем Квинтино Селлой (1827–1884) на вершине горы Монте-Роза (4634 м), на юге Швейцарии. Расчеты, сделанные на основании этих и аналогичных им измерений, показали, что 1 моль содержит примерно 6·10 23 частиц.

Более точное значение можно было получить на основании опытов английского физика Эрнста Резерфорда. В 1908 он и немецкий физик Ганс Гейгер определили, что 1 грамм радия испускает за 1 секунду более 34 миллиардов a -частиц – ядер атомов гелия. Захватывая электроны, a -частицы превращаются в обычные атомы гелия, которые постепенно накапливаются в виде газа. В 1911 Резерфорд, работая с молодым стажером из Америки Бертрамом Болтвудом, определил, что из 0,192 г радия за 83 дня образуется 6,58 мм 3 гелия, а за 132 дня – 10,38 мм 3 . Отсюда легко рассчитать число молей выделившегося гелия, а зная скорость испускания a -частиц радием, можно определить и число атомов гелия в одном моле этого газа. Это – прямой способ определения постоянной Авогадро, он дает 6,1·10 23 . Современное значение этой постоянной N_А= 6,0221367·10 23 .

Постоянная Авогадро настолько велика, что с трудом поддается воображению. Например, если футбольный мяч увеличить в N_А раз по объему, то в нем поместится земной шар. Если же в N_А раз увеличить диаметр мяча, то в нем поместится самая большая галактика, содержащая сотни миллиардов звезд! Если вылить стакан воды в море и подождать, пока эта вода равномерно распределится по всем морям и океанам, до самого их дна, то, зачерпнув в любом месте Земного шара стакан воды, в него обязательно попадет несколько десятков молекул воды, которые были когда-то в стакане. Если же взять моль долларовых бумажек, они покроют все материки 2-километровым плотным слоем…

На фоне повальной моды общественности на натуральность и природность, духи Молекула Эксцентрик стали настоящим выходом за рамки. Идея парфюмера Геза Шоен - вдохновителя и создателя марки Escentric Molecules - внесла некоторый сумбур в парфюмерный мир. По факту элегантность и минимализм химического соединения (всего одной молекулы!) в аромате было призвано подчеркнуть его красоту и универсальность.

Но получилось так, что концепция духов Молекула осталась, скажем так, не до конца понятой. Многие из тех, кто тестировал духи Escentric Molecules, задаются вопросом: "Почему я (бывает, даже окружающие) не чувствую запах Молекулы? "Некоторые могут не только осознать, что, например, духи Молекула 02 на их коже неслышимы, но и даже ощутить запах спирта или химии. В чем причина такой избирательности, и почему духи Молекула, цена которых кажется некоторым завышенной для таких свойств, настолько разные на каждом?

Почему Молекула на мне не пахнет?

Причина первая: избирательность рецепторов

Чтобы человек смог ощутить запах, молекулы вещества физически должны достигнуть рецепторов в носу, а это доступно не всем запахам. Для этого аромата надо быть достаточно летучим, а размер его молекулы – быть не больше 350 Да. "Крупные", пограничные размеры – у веществ, которые мы чувствуем, как мускусные, древесные или амбровые запахи, их могут уловить не все. Зато легкие, как например, эвгенол, могут почувствовать почти все.

Частичная аносмия – всего лишь особенность организма, присущая даже парфюмерам. Иногда, чтобы почувствовать определенное вещество, можно ввести его в смесь.

Поэтому, если вы хотите купить духи Молекула, но возникли сомнения относительно вашего с ними общения, то оцените, насколько вы чувствительны к тяжелым, громоздким запахам из ряда амбровых и мускусных.

Причина два: адаптация

Причина три – запаховая усталость

Узнавать новый парфюм нужно в спокойной ситуации, где остальные запахи нейтральны. Поэтому не стоит остро реагировать на духи Молекула, отзывы на которые слишком пугают, лучше просто аккуратно их протестировать.

Адаптация и усталость от аромата случается в варианте пересекающейся, когда утомление от одного вещества становится блокатором для восприятия второго. Например, спирт может перебить восприятие остальных нот пирамиды, в этом случае нужно подождать улетучивания блокирующего вещества их смеси.

Духи Молекула - описание и состав

Molecule 01 и Escentric 01

Пионерами в этой нише синтетических ароматов от Гезы Шоен стала пара Escentric 01 и Molecule 01, появившиеся в 2006 году и ставшие поистине революцией в парфюмерном мире. Их основной компонент Iso E Super. Его особенность – универсальность, он идеален в сочетании с другими парфюмерными ингредиентами, сам будучи прозрачным. Воспринимается он, как древесно-амбровый. В нем есть что-то от кедровой древесины и обволакивающей тягучести феромонов.

Наличие Изо Е Супер в Эксцентрик 01 и однокомпонентном Молекула 01 подарило этим парфюмам славу афродизиака за эффект притягательности, который они дают, раскрываясь на коже.

И все же, разница между ароматами в этой паре есть. Если описание духов Молекула 01 можно свести к всего одному компоненту, который сольно гастролирует по коже обладателя, раскрывая его собственный, неповторимый аромат, то духи Эксцентрик 01 содержат дополнительно ноты ириса, лимона и кокетливые оттенки розового перца, что дает более летнее, свежее звучание.

Molecule 01 – это всепоглощающая ода одному составляющему ингредиенту. И эта молекула способна на многое.

Escentric 01 способен разбудить шквал комплиментов, раскрываясь свежо, ярко и маняще.

Molecule 02 и Escentric 02

Следующей парой ароматов стали Molecule 02 и Escentric 02. Помимо увеличения вдвое содержания самой известной молекулы Изо Е Супер, ароматы приобрели компанию в виде Амброксана – синтетического аналога серой амбры. Афродизиак в квадрате – так можно описать впечатление от ароматов Молекул 02.

Парфюм Molecule 02, став продолжением серии, в сочетании с Амброксаном приобрел дополнительную прелесть и утонченность. Соприкасаясь с телом, аромат создает тонкий, едва уловимый запах, который на уровне подсознания заставляет людей воспринимать обладателя еще привлекательнее.

Духи Молекула Эксцентрик 02 (Escentric 02) помимо прославленных Амброксана и Iso E Super, содержат нотки утонченного жасмина и ириса, что дает дополнительную изысканность и спокойствие. Восприятие этого парфюма - более нежное, утонченное и благородное.

Molecule 03 и Escentric 03

Геза Шоен продолжил работу, и вскоре на свет появилась третья линейка, Escentric Molecules 03. В этот раз сольную партию играет синтетическая сольная партия Ветивера. Молекула vetiveryle acetate полностью соответствует чистой, свежей, дымно-травяной ноте ветивера, который признан феромоном.

Парфюм Molecule 03 (Молекула 03) универсален. Его чарующий аромат подходит мужчинам, подчеркивая их элегантную брутальность, и подходит женщинам, раскрывая их нежную привлекательность.

Духи Молекула Эксцентрик 03 раскрашены дополнительными свежими нотами имбиря с каплей перца и лайма, цветочными дополнениями нот жасмина и ириса с чайными аккордами. Также композицию обогатили ноты мускуса, сандала и теплые ноты кожи с древесиной. Escentric 03 тоже является ароматом-унисекс, раскрывая лучшие грани индивидуальности и утонченного стиля своего обладателя, будь это стильный джентльмен или изящная современная жительница мегаполиса.

Molecule 04 и Escentric 04

В 2017 году Геза Шоен представил парфюмерному миру продолжение своей знаменитой линейки молекул - ароматы Molecule 04 и Escentric 04. На этот раз в основу инновационных формул была положена молекула Javanol, которая по замыслу создателя переплетаясь с запахом кожи должна создавать эффект почти наркотической привлекательности.

Molecule 04 – на 100 % состоит из одной единственной молекулы – Javanol.

Escentric 04 - Javanol с оттенками розового грейпфрута, ягодами можжевельника, розовым перцем и аккордом марихуаны.

Духи Escentric Molecules стоят того, чтобы с ними познакомиться. Ведь они настолько же оригинальны, насколько классически по отношения к запаху тела. Разработанные таким образом, чтобы выявить лучшее, они играют на минимализме, раскрывая особенности аромата теплой кожи обладателя.

Знакомьтесь, это Геза Шоэн. Уже в подростковом возрасте он обладал удивительным чутьем — легко мог различить около сотни разных мужских парфюмов. Поэтому за выбором профессии дело не стало — Геза решил, что будет парфюмером.

Начинал он с того, что создавал ароматы для других брендов, среди которых — Diesel, Clive Christian, Boudicca, дебютный парфюм для британской марки FCUK. По мнению Гезы, запах — это очень странная субстанция, и тут все гораздо тоньше и сложнее, чем одна лишь ольфакторная пирамида (вот эти все верхние, средние и нижние ноты). Именно этой пирамидой Геза и решил пренебречь, выпустив в 2006 году свою легендарную Molecule 1.

В чем секрет?

В Molecule 1 ведущую роль играет Iso Е Super — это синтетическая молекула с кедрово-древесным и бархатным звучанием, которая, по задумке Гезы, должна усиливать выработку феромонов. Тот же элемент лежит и в основе Escentric 01. Но с тем отличием, что это прям парфюм-парфюм со всей триадой нот (нижние, средние, верхние). Он чуть более цитрусовый с нотками лайма, жасмина и мускуса.

В Molecule 02, а также Escentric 02 уже другой компонент — амброксан. Это синтетический аналог амбры — того самого афродизиака, который получают из кашалотов (есть грустная история про их истребление во имя красоты). В отличие от амбры, амброксан никакого вреда животным не наносит, так что Геза еще и встал на защиту окружающей среды. Что касается самого запаха, то, несмотря на пряную основу, он довольно свежий, с нотками хвои и ириса. В свою очередь, изюминка Escentric 2 — аккорд Альмдудлера (австрийского лимонада). К слову, этот парфюм будет плавно раскрываться в течение дня.

В основе Molecule 03 лежит природный афродизиак — ветивер. Это масло, которое довольно часто используется в ароматерапии. Аромат (помимо травяного звучания) отдает цитрусовыми нотами. На создание этого запаха Гезу вдохновила Кристиан Штенгер — пятикратная чемпионка мира по памяти. Парфюмер уверен, что восприятие аромата напрямую связано с мозгом: поэтому правильно подобранные молекулы способны раскрыть много нового в вашем сознании. В Escentric 3 (помимо цитруса и ветивера) также слышаться нотки имбиря и ириса.

Духи с феромонами правда работают, или нас всех обманули?

Парфюмерные любители и чуткие носы очень по-разному реагируют на творения Гезы.

Кто-то считает, что это аромат-загадка, всегда разный и подстраивается под тело человека. Кто-то говорит, что коллеги в офисе тут же сбегаются на запах, чтобы узнать название парфюма. А кто-то, наоборот, не слышит ничего или странные вариации вроде пота, газеты или пыльного картона. В общем, сколько носов, столько и мнений.

Брать или не брать? Если да, то какой из восьми?

Материал от Вилены Введенской — опытного носа и заядлого парфманьяка.

Строение любой молекулы можно записать в виде химической формулы, которая указывает, из атомов каких химических элементов состоит вещество и сколько атомов каждого вещества содержится в одной молекуле. Молекула кислорода состоит из двух одинаковых атомов элемента кислорода.

Всем известна формула воды: H2O, которая означает, что каждая молекула воды содержит один атом кислорода и два атома водорода. Еще одна известная буквально всем формула – С2Н5ОН, формула этилового спирта, которая показывает, что это вещество состоит из двух атомов углерода (С), шести атомов водорода (Н) и одного атома кислорода (О).

В процессе взаимодействия друг с другом вещества обмениваются химическими элементами, вступая в реакции. При этом образуются новые вещества, обладающие новыми свойствами, отличными от свойств исходных веществ.

Так, уголь (практически полностью состоящий из углерода), сгорая (взаимодействуя с кислородом, содержащимся в воздухе), образует углекислый газ – вещество, непригодное для дыхания, в отличие от кислорода. Молекулы в обычном состоянии не несут электрического заряда и называются нейтральными. Те молекулы, которые получают положительный или отрицательный заряд, называются ионами, а процесс – ионизацией. Молекулы, атомы которых имеют неспаренные электроны, называются радикалами.

Простые вещества

Если вещества состоят из атомов одного вида, то они относятся к простым веществам.

Простыми называются вещества, которые образованы атомами одного химического элемента.

Простые вещества — одна из форм существования химических элементов в природе. Простые вещества, состоящие из молекул, относятся к веществам молекулярного строения. При обычных условиях среди них есть газы (водород, кислород, азот, фтор, хлор, благородные газы), жидкости (бром) и твердые вещества (сера, иод, фосфор).

Элемент кислород существует в виде двух простых веществ молекулярного строения: одно из них (просто кислород) состоит из двухатомных молекул, а второе (озон) — из трехатомных.

Связываясь друг с другом, атомы образуют не только молекулы. Гораздо больше простых веществ, которые имеют немолекулярное строение. Они обычно представляют собой твердые кристаллические вещества, построенные из атомов, например кристаллы алмаза, графита, меди, железа (рис. 36).

Строение молекулы

Физико-химические свойства молекул обусловлены их конструктивным строением. Таким образом, многие свойства можно предсказать на основе структурной формулы. К таким свойствам относятся размер, форма, в некоторой степени конформация молекул (т.е. взаимное расположение отдельных атомов), в момент, когда вещество находилось в растворе, и, в заключение, реакционная способность.

Молекула полярна: атом кислорода несет частично отрицательный заряд, а два атома водорода несут частично положительный заряд. Это означает, что молекула воды является диполем. Поэтому взаимодействие молекул воды создает между ними водородные связи, которые сказываются на физических свойствах воды. Благодаря высокой полярности молекул вода является непревзойденным растворителем других полярных соединений. В воде распадается больше веществ, чем в других жидкостях.

Масса (размер) молекулы

В зависимости о количества ядер атомов, входящих в их состав, можно выделить молекулы двухатомные, трехатомные и т. д.

В том случае, если количество атомов велико, молекула носит название макромолекулы.

Путем сложения масс атомов, входящих в состав частицы, можно определить молекулярную массу. В зависимости от её величины, все вещества делят на высоко- и низкомолекулярные.

История

Исторически молекулярная теория и атомная теория тесно переплетены. Первые упоминания о том, что материя состоит из “отдельных единиц”, появились в Древней Индии, где последователи джайнизма придерживались идеи, что все вещи состоят из мелких неделимых элементов, которые, соединяясь, образуют более сложные объекты.

Сканирующий туннельный микроскоп

Еще одна находка пришла в 1865 году, когда Иоганн Йозеф Лошмидт измерил размер молекул, составляющих воздух, что дало ощущение масштаба молекул. Изобретение сканирующего туннельного микроскопа (СТМ) в 1981 году позволило впервые непосредственно наблюдать атомы и молекулы.

Сегодня наше понятие молекул получает дальнейшее развитие благодаря постоянным исследованиям в области квантовой физики, органической химии и биохимии. А когда речь заходит о поисках жизни в других мирах, необходимо понимание того, что нужно органическим молекулам, чтобы выйти из комбинации химических строительных блоков.

Читайте также: