分子

分子是由两个或多个通过化学键结合在一起的原子组成的集合体。我们可以说，两个或多个相互结合形成的、能够在自然界独立存在的单元叫做分子。

元素的单个原子不是分子。例如，单个氧原子“C”不是分子，然而，当它与其他氧原子结合（如 O₂）或与其他原子结合（如 CO₂）时，就会形成分子。此外，当一个分子由相同元素的原子组成（O_2, N₂）时，它被称为同核分子。另一方面，如果一个分子由不同原子组成（如 H₂O），它被称为异核分子。

分子是能独立存在的物质的最小单位。虽然原子是自然界中最小的粒子，但它不能独立存在，它总是与其他原子结合形成分子。

分子是由相同的原子还是不同的原子组成的？

分子可以由相同的原子组成，也可以由不同的原子组成。这取决于分子属于元素还是属于化合物。例如，氧分子（O₂₎含有相同的原子，属于氧元素，而水分子（H₂O）含有不同的原子，属于化合物。

这同样表明，元素和化合物都包含分子。就像字母组成单词，单词组成句子一样，原子组成分子，分子组成元素和化合物。

原子和元素的区别（表格形式）

分子的性质

• 分子不带电荷，因此分子是中性的。
• 它们可以由相同元素的非金属原子组成，如 O₂，或者可以由不同元素组成，如与 H₂
• 分子的组成和几何形状决定了它们的化学和物理性质。
• 异构体也是分子，它们包含相同的原子，但几何排列不同，因此倾向于具有不同的化学和物理性质。
• 分子保持运动状态，在气体中运动更剧烈。在固体和液体中，它们紧密排列，与气体相比，在固体和液体中的运动较少。

元素的分子

当我们说元素的分子时，指的是一种或多种元素的原子作为一个物种自由存在。此外，根据元素分子中原子的数量（一个、两个、三个等），它们分别被称为单原子分子、双原子分子和三原子分子，如下所述；

• 单原子分子：它们只有一个原子。例如，惰性气体如氦、氖、氩以单个原子形式存在，如 He、Ne、Ar 等。因此，它们的分子被称为单原子分子。
• 双原子分子：它们由相同元素的两个原子组成，如氧分子（O₂）、氢分子（H₂）、氮分子（N₂）。
• 三原子分子：它们由相同元素的三个原子组成，如臭氧（O₃），它包含三个氧原子。
• 四原子分子：它们由四种相同类型的原子组成，如 P₄，其中四个磷原子构成一个磷分子。
• 多原子分子：它们由相同元素的四个以上原子组成。例如，一个硫分子（S₈）中包含八个硫原子。

化合物的分子

化合物的分子由不同的原子或不同元素的原子组成。因此，如果一个分子由不同元素组成，它将形成化合物或属于化合物。

因此，如果我们谈论化合物的分子，那么化合物的双原子分子包含不同元素的原子，例如氯化氢（HCl）和一氧化碳（CO）具有不同类型的原子。

类似地，化合物的三原子分子包含不同的原子，例如二氧化硫（SO₂）分子是三原子分子，因为它有一个硫原子和两个氧原子。化合物的四原子分子由四种不同元素的原子组成，例如过氧化氢（H₂O₂）和氨（NH₃）。

什么是原子数？

物质的一个分子中所含原子的数量称为其原子数。以氢和氦为例。氢的符号是 H₂，氦表示为 He。氢（H）后面带有数字 2，而氦（He）单独表示，没有数字。这是由于分子原子数的差异。氢分子的原子数是 2，因为 H₂中有两个原子；类似地，氦的原子数是 1，因为它的分子只有一个原子（He）。

对于氦等元素，一个氦原子可以独立存在，而无需与其他氦原子形成化学键。它的最外层电子壳是完整的，因此它不需要与其他原子反应。这就是为什么氦分子由单个原子组成。这种分子的存在状态称为单原子状态。这种分子的其他例子是氩（Ar）、氖（Ne）等。

对于氢，一个氢分子（H₂）中有两个原子，因此这种状态称为双原子状态。在这种情况下，分子包含相同元素的原子。类似地，氧也以双原子状态存在，即 O₂。

同样，当分子形成化合物或在化合物的分子中，原子数是化合物分子中存在的不同元素原子的数量。例如，二氧化硫（SO₂）的原子数是 3，因为它是一个三原子分子，包含一个硫原子和两个氧原子。

什么是分子质量？

它是物质的一个分子以统一原子质量单位（u）表示的质量。分子由原子组成，所以我们可以说它是物质分子中原子质量的总和。因此，它是一个数字，等于分子中存在的原子原子质量的总和。

分子质量是相对于 C 12 原子原子质量来表示的。例如，分子质量是相对于单个 C-12 原子质量的 1/12 来表示的。它表明物质的一个分子的质量是 1/12 个 C 12 原子质量的多少倍。

相对分子质量 = 元素的一个分子质量 / 一个碳 12 原子质量的 1/12

如何计算分子质量？

我们可以按照以下步骤找到分子的分子质量；

i) 您应该拥有化合物的化学式。

ii) 根据化学式，找出化学式或一个分子中每种元素的原子数量。

iii) 将每种元素的原子重量或质量乘以其在化学式或分子中存在的总原子数量。

iv) 将第三步计算的值相加。

v) 将单位添加到第四步得到的值中。它将表示分子质量。

例如：

i) 水分子（化学式为 H₂O）的分子质量

= 一个氧原子的质量 + 两个氢原子的质量。

= 16 u + 2 x 1u = 18 u

ii) 二氧化碳（CO₂）的分子质量

= 一个碳原子的原子质量 + 两个氧原子的原子质量

= 12 u + 2 x 16 u

= 44 u

iii) 甲烷（CH₄）一个分子的分子质量

= 12 u + 4 x 1 u

= 16 u

iv) 氨（NH₃）一个分子的分子质量

= 14 u + 3 x 1 u

= 17 u

克分子质量

顾名思义，以克为单位的分子质量或一个分子的质量称为克分子质量。

如何计算克分子质量？

i) 确定分子化学式中存在的每种元素的相对原子质量。

ii) 将每种元素的原子数量乘以该元素的原子质量。元素的数量由每个元素后的下标表示。如果下标不存在，则该分子中只有一种原子。

iii) 将上述步骤得到的值相加，最终值以克表示。

例如，氮分子（N₂）的分子质量是 28，因此其克分子质量是 28 克。

类似地，二氧化碳 CO₂ 的克分子质量是

= 一个碳原子的质量 + 两个氧原子的质量

= 12 u + 2 x 16

= 12u + 32 u = 44 u

如果我们以克的单位表示这个质量，例如 44 克，那么它就称为克分子质量，或者二氧化碳一个分子的质量（以克为单位）。

因此，克分子质量在数值上等于分子量或分子的质量。此外，克分子质量与摩尔质量相同。 但是，有一个区别，即克分子质量需要使用质量单位。除此之外，克分子质量可以用克或克/摩尔 (g/mol) 表示。一摩尔中有 6.023 x 10²³ 个分子，所以当我们把分子质量用克来表示时，它指的是一摩尔（6.023 x 10²³ 个分子）的质量（以克为单位）。因此，如果质量以克给出，它是 6.023 x 10²³ 个分子的质量。如果以 amu 或 u 为单位，它是单个分子的质量。例如，请参见下表；

让我们以表格形式看看分子质量和克分子质量（摩尔质量）之间的区别