分子|分子的特点|分子的结构|分子间作用力

　　化学式中各个原子的相对原子质量(Ar)的总和，就是相对分子质量，用符号Mr表示。相对分子质量在数值上等于摩尔质量，但单位不同。

　　过去长期习惯使用着的“分子量”实际上都是相对分子质量。因此，国标指出以前称为“分子量”的即是“相对分子质量”，并将后者定义为"物质的分子或特定单元的平均质量与核素碳-12原子质量的1/12之比"。

　　相对分子质量是两个质量之比，也在计算表达形式上进一步明确了“相对”的含义。对于定义中的“特定单元”，主要是指空气等组成成分基本不变的特殊混合物，它们的相对质量可根据其组成成分(N2，O2，CO2，Ar等)的相对分子质量和其在空气中的体积分数计算其平均质量，然后与碳-12原子质量的1/12相比即可获得。

　　注：碳原子有好几种，其中有一种碳原子它的原子核中含6个质子和6个中子，加起来是12，所以把它称为碳-12。当然还有其它如碳-14等，它含有8个中子和6个质子加起为14。国际上之所以要选用碳-12而不用碳-14是因为当选用碳-12原子作标准时，其它原子的相对原子质量都接近整数，便于记忆与使用。

　　分子量是组成分子的所有原子的原子量的总和，分子量的符号为Mr。单位道尔顿(Dalton，Da，D)，大分子(如蛋白质)的分子量通常使用kDa。(另一种说法是：分子量为无量纲量，单位为1)

　　国际规定：把一个碳-12原子的质量分为12等份，1相对分子质量等于约1.667×10-24克;

　　那相对分子质量就是：一个原子的质量/(1/12×一个碳-12原子的质量)=一个分子的质量/(1.667×10-27kg)。

　　1、GX分子排阻色谱法

　　该方法主要指基于相对分子质量的大小对物质进行快速分离的一种方法。通过色谱柱，对采用同类物质(已明确相对分子质量)的保留时间进行测定，之后再根据待测样品的色谱柱保留时间，

　　高分子材料是以高分子化合物为基础的材料，高分子材料是由相对分子质量较高的化合物构成的材料，包括橡胶、塑料、纤维、涂料、胶粘剂和高分子基复合材料，由千百个原子彼此以共价键结合形成相对分子质量特别大、具有重复结构单元的有机化合物。

　　按来源分类：

　　高分子材料按其来源可以划分为：天然高分子材料及合成高分子材料。

　　天然高分子材料是生命起源和进化的基础。在Z初人类把天然的高分子材料作为生活资料和生产资料，并根据它的特点进行相应的加工和转变。天然高分子材料包括纤维素、蛋白质、蚕丝、橡胶、淀粉等。

　　合成高分子材料因为具有与金属材料、无机非金属材料相同的属性和特点。使得其更加的成为科学技术、经济建设中的重要材料。合成高分子材料以及以高聚物为基础的，如各种塑料，合成橡胶，合成纤维、涂料与粘接剂等。

　　按应用分类：

　　高分子材料按特性分为橡胶、纤维、塑料等。

　　橡胶是一类线型柔性高分子聚合物。有天然橡胶和合成橡胶两种;高分子纤维分为天然纤维和化学纤维;塑料按合成树脂的特性分为热固性塑料和热塑性塑料，按用途又分为通用塑料和工程塑料。

　　通过对高分子材料的结构进行分析可知，高分子材料的结构特点相对独特，与其他材料的结构有一定的区别。高分子结构通常分为链结构和聚集态结构两个部分。

　　链结构是指单个高分子化合物分子的结构和形态，所以链结构又可分为近程和远程结构。近程结构属于化学结构，也称一级结构，包括链中原子的种类和排列、取代基和端基的种类、结构单元的排列顺序、支链类型和长度等。远程结构是指分子的尺寸、形态，链的柔顺性以及分子在环境中的构象，也称二级结构。

　　聚集态结构主要指是高分子材料中的分子呈现聚集状态，在受到外力影响之后，能够发生较大的形变。正是这一结构特点，使得高分子材料具有较好的延展性、抗压性和较大的形变能力。

　　在对高分子材料研究过程中，掌握其

　　分子间作用力是指两个或多个分子之间除了离子键、共价键和金属键之外的其他弱相互作用力，常表现为范德华力、静电作用、π-π堆积及荷电基团、疏水基团等等的相互作用，其能量远小于普通的共价键、作用范围属短程力、大约0.3-0.5mm。

　　分子间作用力的主要形式如范德力已有较多的研究，对物质的沸点、熔解度及空间位阻都有影响。其他形式的作用力也相当普遍地存在于物质之中，并影响着物质的性质，尤其是生物大分子的相互作用影响着生命过程，很多新功能材料、新药物的性质与分子间作用力有关。

　　分子间作用力可以分为三种作用力：诱导力、色散力和取向力。

　　1、取向力

　　取向力发生在极性分子与极性分子之间。由于极性分子的电性分布不均匀，一端带正电，一端带负电，形成偶极。因此，当两个极性分子相互接近时，由于它们偶极的同极相斥，异极相吸，两个分子必将发生相对转动。

　　这种偶极子的互相转动，就使偶极子的相反的极相对，叫做“取向”。这时由于相反的极相距较近，同极相距较远，结果引力大于斥力，两个分子靠近，当接近到一定距离之后，斥力与引力达到相对平衡。这种由于极性分子的取向而产生的分子间的作用力，叫做取向力。

　　2、诱导力

　　在极性分子和非极性分子之间以及极性分子和极性分子之间都存在诱导力。

　　在极性分子和非极性分子之间，由于极性分子偶极所产生的电场对非极性分子发生影响，使非极性分子电子云变形(即电子云被吸向极性分子偶极的正电的一极)，结果使非极性分子的电子云与原子核发生相对位移。本来非极性分子中的正、负电荷ZX是重合的，相对位移后就不再重合，使非极性分子产生了偶极。

　　这种电荷ZX的相对位移叫做“变形”，因变形而产生的偶极，叫做诱导偶极，以区别于极性分子中原有的固有偶极。诱导偶权和固有偶极就相互吸引，这种由于诱导偶极而产生的作用力，叫做诱导力。

　　同样，在极性分子和极性分子之间，除了取向力外

　　分子蒸馏是一种在高真空下操作的蒸馏方法，这时蒸气分子的平均自由程大于蒸发表面与冷凝表面之间的距离，从而可利用料液中各组分蒸发速率的差异，对液体混合物进行分离。

　　分子蒸馏是伴随真空技术和真空蒸馏技术而发展起来的，Z早可追溯到二战以前。

　　1909年，Caldwell和Hurtley发表了在高真空条件下蒸馏脂肪酸的报道，从此揭开了高真空条件下蒸馏的序幕。

　　1921年，Bronsted和Hevesy用分子蒸馏的方法成功分离了水银同位素，并探索了水银分子的状态与其蒸气压的关系。

　　20世纪30年代以来，分子蒸馏得到了世界各国的重视。

　　20世纪60年代，分子蒸馏实现规模化的工业应用，80年代随着回归自然风潮的兴起，分子蒸馏技术发展迅猛。

　　我国对分子蒸馏的研究起源于20世纪60年代，直到80年代才有分子蒸馏器的ZL出现，随后学习引进了海外的分子蒸馏装置用于生产硬脂酸单甘酷。直至20世纪90年代国内才开始对分子蒸馏设备进行研制开发。

　　分子蒸馏技术虽然得到了很大发展，但到目前为止仍缺乏系统的理论支持。在国内，分子蒸馏技术不仅用于提取维生素E、类胡萝卜素、天然植物油等，而且在油脂脱臭馏出物的回收和利用以及聚合物领域也有广泛应用，达到国际先进水平。且逐渐应用于传统中药的生产过程。

　　1、分子运动平均自由程

　　任一分子在运动过程中都在不断变化自由程，在某时间间隔内自由程的平均值为平均自由程。设Vm为某一分子的平均速度，f为碰撞频率，λm为平均自由程。则，λm=Vm/f，故f=Vm/λm。由热力学原理可知：

　　那么，可得：

　　式中，d为分子的有效直径，P为分子所处空间的压强，T为分子所处环境的温度，K为波尔兹曼常数。

　　2、分离因数

　　Langmuir研究了高真空下纯物质的蒸发现象，从理论上推导出纯物质的分子蒸发速率为：

　　式中，P0为物质的饱和蒸

　　分子生物学是从分子水平研究生物大分子的结构与功能从而阐明生命现象本质的科学。自20世纪50年代以来，分子生物学是生物学的前沿与生长点，其主要研究领域包括蛋白质体系、蛋白质-核酸体系 (ZX是分子遗传学)和蛋白质-脂质体系(即生物膜)。

　　分子生物学的发展大致可分为三个阶段。

　　1、准备和酝酿阶段

　　19世纪后期到20世纪50年代初，是现代分子生物学诞生的准备和酝酿阶段。

　　在这一阶段产生了两点对生命本质的认识上的重大突破：确定了蛋白质是生命的主要基础物质;确定了生物遗传的物质基础是DNA。

　　2、现代分子生物学的建立和发展阶段

　　这一阶段是从20世纪50年代初到70年代初，以1953年Watson和Crick提出的DNA双螺旋结构模型作为现代分子生物学诞生的里程碑，开创了分子遗传学基本理论建立和发展的黄金时代。

　　DNA双螺旋发现的Z深刻意义在于：确立了核酸作为信息分子的结构基础;提出了硷基配对是核酸复制、遗传信息传递的基本方式;从而Z后确定了核酸是遗传的物质基础，为认识核酸与蛋白质的关系及其在生命中的作用打下了Z重要的基础。

　　在此期间的主要进展包括：遗传信息传递ZX法则的建立;对蛋白质结构与功能的进一步认识。

　　3、初步认识生命本质并开始改造生命的深入发展阶段

　　20世纪70年代后，以基因工程技术的出现作为新的里程碑，标志着人类深入认识生命本质并能动改造生命的新时期开始。

　　其间的重大成就包括：重组DNA技术的建立和发展;基因组研究的发展;单克隆抗体及基因工程抗体的建立和发展;基因表达调控机理;细胞信号转导机理研究成为新的前沿领域。

　　可以看到在近半个世纪中它是生命科学范围发展Z为迅速的一个前沿领域，推动着整个生命科学的发展。至今分子生物学仍在迅速发展中，新成果、新技术不断涌现，这也从另一方面说明分子生物学发展还处在初级阶段。

　　分子生物学已建立的基