分子
在原子世界中我们看到了 111 种元素的原子,它们都是由一个原子核和在它周围运动的许多核外电子组成,这么多种原子虽然质量轻重相差很大, 但所占的体积大体上差不多。这 111 种原子又通过复杂的电磁相互作用结合成一千几百万种化合物的分子。在原子世界中各种元素在固体状态下平均每个原子所占体积相近,但它们组成的一千几百万种化合物的分子所占的体积就千差万别了。单原子分子所占体积和原子一样大,大量原子组成的高分子的体积就非常大了,可以大到原子体积的数百万倍以上。例如聚异丁烯的分子由大量碳原子和氢原子组成,其中碳原子和氢原子的数目之比是一比二, 分子量为 5.6×106。聚异丁烯的分子的形状是长丝状,即近似地可以看作是一个很长的细圆柱体,圆柱的半径为 2.5 埃,长度为 2.5×105 埃,这样一个
分子所占的体积约是 4.91×106 立方埃。由于聚异丁烯分子中约含 1.2×106
个原子,平均每个原子约占体积为 4.1 立方埃,这大体上正是一般原子体积的量级,这也显示在多个原子结合成分子时,各个原子还是互相分开的,只在相邻原子的边界区有少量的重叠。
当人们研究生物体时,发现无论是多么复杂、多么高级的动物体还是植物体,都是由微小的细胞组成,生物体中各部分有许多种不同类型的细胞, 它们分别具有不同的功能,起不同的作用。一般来说,细胞的体积是很小的, 形状也是各式各样的,一般用肉眼是看不见的,要用放大几十到几百倍的显微镜才能看见。然而也有体积很大的细胞,鸡蛋、鸭蛋等各种鸟类的蛋都是单个的细胞,细胞的结构:细胞膜、细胞质、细胞核都能直接用肉眼看得一清二楚。当我们探究物质的微小结构,进入原子世界时,又碰到了非常类似的情形。各种物质都是由分子组成,形状也是千差万别的,一般的分子体积是很小的,用电子显微镜都看不见,但是也有体积很大的分子,组成它们的原子的数目往往都很大。