单原子分子

关于物质的“分子”，下列说法最正确的是（）。

A、物质中能够独立存在并保持该物质一切化学性质的最小微粒

B、组成原子的基本微粒，由原子核和核外电子组成

C、与物质的化学性质有关，是构成物质的基本微粒

正确答案是：A

分子是物质中能够独立存在的相对稳定并保持该物质物理化学

特性的最小单元。分子由原子构成，原子通过一定的作用力，以一定

的次序和排列方式结合成分子。以水分子为例，将水不断分离下去，

直至不破坏水的特性，这时出现的最小单元是由两个氢原子和一个氧

原子构成的一个水分子(H2O)。一个水分子可用电解法或其他方法再

分为两个氢原子和一个氧原子，但这时它的特性已和水完全不同了。

有的分子只由一个原子构成，称单原子分子，如氦和氩等分子属此类，

这种单原子分子既是原子又是分子。由两个原子构成的分子称双原子

分子，例如氧分子(O2)和一氧化碳分子(CO):一个氧分子由两个氧原

子构成，为同核双原子分子;一个一氧化碳分子由一个氧原子和一个

碳原子构成，为异核双原子分子。由两个以上的原子组成的分子统称

多原子分子。分子中的原子数可为几个、十几个、几十个乃至成千上

万个。例如一个二氧化碳分子(CO2)由一个碳原子和两个氧原子构

成。一个苯分子包含六个碳原子和六个氢原子(C6H6)，有些分子包

含几百个原子，如分子式为C257H383N65O77S6的赖脯胰岛素。

分子结构或称分子立体结构、分子、分子几何，建立在光谱学

数据之上，用以描述分子中原子的三维排列方式。分子结构在很

大程度上影响了化学物质的反应性、极性、相态形状、颜色、磁性和

生物活性。

分子结构最好在接近绝对零度的温度下测定，因为随着温度升

高，分子转动也增加。量子力学和半实验的分子模拟计算可以得出分

子形状，固态分子的结构也可通过X射线晶体学测定。体积较大的分

子通常以多个稳定的构象存在，势能面中这些构象之间的能垒较高。

分子结构涉及原子在空间中的位置，与键结的化学键种类有关，

包括键长、键角以及相邻三个键之间的二面角。

原子在分子中的成键情形与空间排列:分子结构对物质的物理与

化学性质有决定性的关系。最简单的分子是氢分子，1克氢气包含

1023个以上的氢分子。一个水分子中2个氢原子都连接到一个中心

氧原子上，所成键角是105.3°。分子中原子的空间关系不是固定的，

除了分子本身在气体和液体中的平动外，分子结构中的各部分也都处

于连续的运动中。因此分子结构与温度有关。分子所处的状态(固态、

液态、气态、溶解在溶液中或吸附在表面上)不同，分子的精确尺寸

也不同。

因尚无真正适用的分子结构理论，复杂分子的细致结构不能预

言，只能从实验测得。量子力学认为，原子中的轨道电子具有波动性，

用数学方法处理电子驻波(原子轨道)就能确定原子间或原子团间键

的形成方式。原子中的电子轨道在空间重叠愈多，形成的键愈稳定。

量子力学方法是建立在实验数据和近似的数学运算(由高速电子计算

机进行运算)相结合的基础上的，对简单的体系才是精确的，例如对

水分子形状的预言。另一种理论是把分子看成一个静电平衡体系:电

子和原子核的引力倾向于最大，电子间的斥力倾向于最小，各原子核

和相邻原子中电子的引力也是很重要的。为了使负电中心的斥力减至

最小，体系尽可能对称的排列，所以当体系有2个电子对时，它们呈

线型排列(180°);有3个电子对时呈三角平面排列，键角120°。