分子の役割とその特徴

分子は、化学結合で結びついた2つ以上の原子からなる集合体です。Tech Targetによると、分子のサイズはヘリウムのような単原子分子から、タンパク質を構成する数百〜数千の分子鎖まで様々です。分子は常に運動していますが、その速度は状態によって異なります。固体状態では分子の動きは最も制限され、気体状態では最も自由です。液体状態では、固体と気体の中間的な動きを示します。

事実

• Skwirkによると、1つの原子だけで構成される分子は単原子分子、2つの原子からなる分子は二原子分子と呼ばれます。分子は同じ元素だけで構成される必要はなく、2つ以上の異なる元素が化学結合しているものは化合物と呼ばれます。

歴史

• Antoine‑Laurent Lavoisierは元素をそれ以上分割できない物質と定義しました。1789〜1803年にJohn Daltonは原子を「小さく、破壊できず、分割できない粒子」と定義し、化学と化学反応の理解が進みました。1809年にJoseph‑Louis Gay‑Lussacらはガスの反応を研究し、水が2体積の水素と1体積の酸素の反応で生成されることを発見しました。1811年にAmadeo Avogadroは、同温・同圧下で等体積の異なるガスは同数の粒子（原子）を含むことを示し、結果として2つ以上の原子からなる粒子が分子と呼ばれるようになりました。

特徴

• Skwirkによると、分子と化合物の重要な違いは、全ての化合物は分子であるが、全ての分子が化合物であるわけではないということです。例えば、単一元素だけで構成される分子は化合物ではありません。

種類

• Skwirkのサイトによれば、化合物の主な2種類はイオン性化合物と共有結合性化合物です。イオン性化合物はイオン結合で結びついており、結合した元素が電子を失ったり得たりします。一方、共有結合性化合物は原子が電子を共有する共有結合で結びついています。

役割

• Tech Targetによると、分子はサイズと複雑さの幅が広いです。例として、ヘリウムは1原子だけの分子で「単原子分子」と呼ばれます。地球大気中で最も一般的な分子は2原子の酸素分子（O₂）です。その他の例として、オゾン層に存在する3原子の酸素分子（O₃）や二酸化炭素、硫酸などがあります。