以下是关于“分子量”概念的完整科学阐述,严格避免任何企业相关信息:
分子量 (Molecular Weight)
定义 分子量(也称相对分子质量),指物质分子中所有原子的相对原子质量之和。其本质是一个无量纲的比值,单位为 Dalton (Da) 或 统一原子质量单位 (u) ,定义为碳-12原子质量的1/12。
计算公式 若分子化学式为 ������AxByCz(A、B、C为元素,x、y、z为原子个数),则: 分子量 = (A的相对原子质量 × x) + (B的相对原子质量 × y) + (C的相对原子质量 × z)
关键特性
- 相对性:以碳-12为基准(精确值=12 Da),其他原子/分子质量为其倍数。
- 平均值:天然元素含同位素(如氯含Cl-35、Cl-37),计算时取各同位素丰度的加权平均值。
- 例:氯原子量 ≈ 35.45 Da(非整数)。
- 聚合物特殊性:高分子(如蛋白质、DNA)分子量呈分布性,需用数均分子量(��Mn) 或重均分子量(��Mw) 描述。
核心应用
- 化学计量:
- 配平化学反应式
- 计算反应物与产物的质量关系(如:2H₂ + O₂ → 2H₂O,需32g O₂与4g H₂反应)
- 溶液配制:
- 摩尔浓度(mol/L)与质量浓度(g/L)的换算:浓度 = (质量浓度 ÷ 分子量)
- 材料科学:
- 高分子材料性能(强度、熔点)与分子量直接相关
- 生命科学:
- 蛋白质分子量用于电泳(SDS-PAGE)分离鉴定
- 药物设计需精确控制小分子量(通常<500 Da)以优化生物利用度
测量技术
- 质谱法(MS):电离分子后根据质荷比(m/z)精确测定分子量,精度达0.001 Da。
- 渗透压法/光散射法:常用于高分子量化合物(如聚合物)。
实例演示 水分子(H₂O)的分子量计算:
- H原子量 = 1.008 Da
- O原子量 = 16.00 Da
- H₂O分子量 = (1.008 × 2) + 16.00 = 18.016 Da (实验结果:18.01528 Da,微小差异源于同位素)
附注:术语规范
- 分子量 vs. 摩尔质量: 分子量无量纲(比值),摩尔质量有单位(g/mol)。数值相同但物理意义不同。
- 生物大分子表述: 蛋白质如血红蛋白分子量约64,500 Da,需注明为“平均分子量”。
此内容完全基于化学学科定义,聚焦基本原理与科学应用。