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最大的分子有多大?
补充一下:这个大指体积上的大。
标准说,就是 单个分子最大体积有多大。
各种新型高分子材料自然也算在内。
单个分子大的,就在分子量大的材料中找:
不对称结构:橡胶
对称结构:超高分子量聚乙烯
以上分子量都是极大的。
以下分子定义引自维基:
一個分子是由多個原子在共價鍵中通过共用電子連接一起而形成。
重点就在于是共价键连接在一起的多个原子。这样从纯定义上来说,高度交联的高分子结构可以整个物体算做一个分子。这样算的话这个东西有多大这个分子就有多大。。。
一、人工合成的高分子
目前公认的最大的人工合成高分子叫做PG5,直径约10纳米(粗),结构式如下:
PG5分子里有1500万个碳原子和4000万个氢原子,分子量高达2亿,为了合成这个大分子,共发生过17万次成键反应。
在这之前的世界纪录是聚苯乙烯高分子,分子量为4000万。
二、生物体内的大分子
PG5和生物体内的最大分子DNA相比还是相形见绌。一个DNA分子大致上有2.47亿碱基对,或者说大约150亿个原子分裂在双螺旋结构的两个分子上。有些特殊的DNA尤其大,在小麦中,有一个DNA分子中竟然包括将近10亿个碱基,这个分子量已经接近一万亿了。
三、广义分子
如果把通过共价键组成的完美晶体也算作一个广义的大分子,那前两者也没有任何可比性,比如世界上最大的钻石:库里南一号钻石,重达106.08 克。“克”懂吗?分子量跟它相比差了20几个数量级哦!
再比如橡胶由异戊二烯、丁二烯、氯丁二烯、苯乙烯和/或异丁烯等单体交联而成,更何况它需要通过硫化处理,由双硫键将多条碳链交联在一起,所以一块橡胶也可以算作一个广义的大分子。下图为世界上生产出的最大的橡胶轮胎,重达5.67吨,号称“泰坦”!这个单位已经是吨了,不知道这算不算世界上最大的分子呢?
一个轮胎就是一个分子
人细胞中最长的DNA分子有2亿五千万个碱基对,相邻碱基对相距0.34纳米,这个分子抻直了有8.5厘米长,质量约2*10^-16kg。
钻石中的碳原子都由共价键连接,与单个分子并没有本质区别,类似的还有一些交联的有机大分子,如橡胶轮胎,如果把通过共价键相连的原子都算做同一个分子的话,在引力破坏共价键之前可以任意大。
一个由10^77(不到可观测宇宙内总原子数的千分之一)个亚甲基(—CH2—)连成的大环周长约1.33*10^43亿光年,半径约4.23*10^42亿光年,环上每米的分子量为1113.2亿,总质量2.338*10^51kg,在环的边缘,每千克物质只会受到3.90*10^-92N的引力,相比于环上碳原子间的共价键强度完全可以忽略不计,这个环不会因自身的引力坍缩,物理上有存在的可能。
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