世界上最大的分子有多大?由多少個原子組成?

科學探索菌


以目前的發現來看,宇宙中發現的最大的分子當屬:

富勒烯

圖 擁有60個碳原子的富勒烯,即C60

圖 C60的晶體形態

圖 C60的網格結構

富勒烯簡介及其再發現

  • 富勒烯名字的由來

上個世紀八十年代,Harold Walter Kroto博士和Richard Errett Smalley博士首次製備出了世界上第一種富勒烯,即碳60分子,並於1996年獲得諾貝爾獎;由於富勒烯分子結構非常像著名建築學家巴克明斯特·富勒的作品,因此Harold Walter Kroto博士和Richard Errett Smalley博士將其製備的碳60分子命名為富勒烯,以表尊敬。

圖 著名建築學家巴克明斯特·富勒的作品 富勒烯的命名來源

  • 富勒烯形狀分類

富勒烯(英文名字為:Fullerene),作為當今世界所發現的最大的分子,其由碳完全組成,並呈現內部中空的結構;這種獨特的構造使得富勒烯呈現多種形狀,如:

(1)足球形狀的富勒烯,也別稱為足球烯或巴基球(大陸譯法),在臺灣則被稱為球碳,在香港稱之為布克碳;

(2)管狀的富勒烯則被稱為碳納米管。

  • 富勒烯的再發現

1980年,作為碳納米管的發現者,也是現在的中科院外籍院士,日本科學家飯島澄男在透射電子顯微鏡的幫助下觀察到了富勒烯。

圖 掃描電子顯微鏡下的富勒烯

2010年,科學家藉助更加先進的太空望遠鏡,首次觀察到,太空中同樣存在富勒烯,科學家們認為:也許太空中存在的富勒烯為地球孕育出生命最初了貢獻。


參考文獻:

  1. Richard E. Smalley, Robert F. Curl, Jr., and Harold W. Kroto. Chemical Heritage Foundation.[2016-02-03] .
  2. Iijima, Sumio. Direct observation of the tetrahedral bonding in graphitized carbon black by high resolution electron microscopy. Journal of Crystal Growth (Elsevier BV). 1980, 50 (3): 675–683. ISSN 0022-0248. doi:10.1016/0022-0248(80)90013-5.
  3. 3.0 3.1 Buseck, P.R.; Tsipursky, S.J.; Hettich, R. Fullerenes from the Geological Environment. Science. 1992, 257 (5067): 215–7. Bibcode:1992Sci...257..215B. PMID 17794751. doi:10.1126/science.257.5067.215.
  4. Cami, J; Bernard-Salas, J.; Peeters, E.; Malek, S. E. Detection of C60 and C70 in a Young Planetary Nebula. Science. 2010-09-02, 329:
  5. 1180. Bibcode:2010Sci...329.1180C. PMID 20651118. doi:10.1126/science.1192035Atkinson, Nancy. Buckyballs Could Be Plentiful in the Universe. Universe Today. 2010-10-27 [2010-10-28].

工學腦洞


這個題目有點意思的,分幾個說法來討論吧

很多人認為最大的單質分子是富勒烯。

也就是C60,其中由60個碳原子組成一個球形結構,有點類似於足球。

一般的情況下看過科普文章的人都會有這種認識,那麼題主的答案是——最大的分子是有60個碳原子組成的富勒烯。

如果W君只回答出這樣的問題就有點Low了,繼續說。

碳原子形成富勒烯的主要原因在於其原子外電子能級比較低,形成了一個二重簡併軌道,戲劇性的事情就發生了,只要滿足C2n結構的碳分子其實都是存在的,不僅僅有60個碳原子的富勒烯,還有70個乃至84個碳原子的巴基球的存在。並且現在實驗室能夠合成的巴基球最大可以做到有540個碳原子組成!

目前,還在繼續嘗試合成1824個碳原子的巴基球。

因此僅僅答富勒烯還是遠遠不夠的。


從另外一個方法說就有點作弊的感覺了,還有一種材料叫做高分子材料或者叫做高分子化合物。

一般常見的高分子化合物是蛋白質。其中包含了數萬甚至數十萬個原子。

這些高分子化合物一般都以較小的亞基(單體)的聚合產生,形成自己獨特的特性。

更常見的東西叫做塑料。例如聚乙烯,是由乙烯單體聚合成鏈狀

分子式是這樣寫的

n可以接近於無窮。所以這個分子的分子量可以做到上千萬。也就是說手中的塑料袋可以看作是一個分子!


軍武數據庫


作為幹了好幾十年的化工老鳥,不請自來。

純粹說分子大小,巨大的分子分子量可以上百萬甚至更大,基本都是聚合物,比如蛋白質,塑料,纖維等等。

其共同點是都由分子量幾百的小分子聚合而成,分子內有巨量的規律或無規律的重複單元。

而結構不存在重複性,分子又比較大的化合物,多數存在於製藥行業。分子越大,合成起來就越複雜,成本也是直線上升,只有不計成本的醫藥才用得起。

在工業和日化等領域,學界更推崇有特殊功能的小分子,優點是好設計,好合成,價格低,容易批量生產。


風雨無阻wind


最大的分子,肯定是染色體啊,還有疑問嗎?


馬狼口


我們日常所能看到的最大的分子,就是一粒鑽石了,一塊未經切割和打磨的天然金剛石也是一樣的。因為,金剛石是由碳原子之間形成的強有力的分子鍵凝聚在一起的,所以,每一粒完整的金剛石就是一個獨立的(巨型)大分子。只是,這個分子的組分簡單了一些。更復雜一些的並且可以稱得上是分子的物質,就要算得上是生命體的遺傳密碼攜帶者了——細胞染色體上的DNA,DNA是整條的分子長鏈,其上配對而成的鹼基對排列組合,決定了生命體的遺傳密碼。據說,這樣的分子,往往由百億級數量的原子構成。


郭城3點14壹伍玖


隨便拿一塊兒鐵(單質) 就那麼大


_TonyHu


不是鴕鳥蛋嗎……?


水吽娃子


高分子材料裡的分子中應該能夠找到你要的最大分子,比如,聚乙烯,聚丙烯,纖維素,這些都是幾十萬,幾百萬,甚至幾千萬的小的碳基分子連接而成的,理論上可能產生更大的分子。


姜冰2017


看分子的定義,保持物理性質的最小個體。

所以鑽石不是分子,純鐵塊也不是。

只要拿掉一個原子就再也不能保持物理性質了,按這個定義才對。


山依斜陽


都別比了,中子星!


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