分子

●分子について

大学の授業で色々な種類の分子について勉強しています。例えば、「発がん性化合物と生体分子」や「代表的な高分子」 などです。
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・発がん性化合物と生体分子
・代表的な高分子

思えば、大学に入学してから分子に関する授業を沢山受けた気がします。高校までの私は「分子」という名前を聞くだけで嫌な時期がありました。それは、分子について何も知らなかったこともあったのですが、考えることが面倒だと思っていたからです。
今でも分子のことはあまり良く分かっていないのですが、大学の授業を受けて、分子に対する考え方が少し変わりました！
それは、私たちは分子の世界で成り立っているということを学んだからです。
私が好きな海や漫画やバスケットボールも分子から成り立っています。知っている人にとっては当たり前の常識かもしれませんが、そのことに気づいた瞬間「分子について」もっと知りたいと思うようになったんです。私の髪や着ている衣服も分子でできているので、世の中分子だらけですね！！今は忙しいので無理ですが、時間ができたら「分子」について勉強したいと思いました。

☆分子について調べました。
分子の形態
大抵の分子はおおよそ数百の分子量を持つが、サイズにすると10-9m(ナノメートル)、10-20gに相当する。この大きさでは可視光の波長以下の為、顕微鏡など光学的な像として個々の分子を観察することはできない。したがって通常目にする物質は結晶やクラスターなど集団としての分子を目にしていることになる。言い換えると分子の姿は測定器を介して観測するしかなく、分子の実像は目で見た物質の形態による想定とは必ずしも一致しない。

分子の構成単位は物質の種類により一定であるが、集合体としての分子の形態は同一物質であっても物質の物理的状態（三態）の変化によってもその形態は異なる。具体的には、共有結合性物質と、イオン性物質や物性としての金属では集団としての分子の意味合いは多少異なる。

共有結合性物質においては、気体、液体、固体のいずれの状態においても共有結合により組織付けられた分子が単位となっている。分子のポテンシャル表面を介して内側では斥力が外側では引力が働く為、分子の単位で熱力学的な粒子として振舞っている。

一方、イオン性物質や金属は結晶やクラスターを単位としてみれぱ、電荷や表面ポテンシャルの面では巨大分子と考えられるが、（巨大）分子を構成する原子数が一定ではない[3]という点で、共有結合性物質とでは集合体としての分子の意味合いが異なる。

例えば共有結合性単体であっても分子の形態はさまざまである。たとえば炭素はグラファイト、ダイヤモンド、カーボンナノチューブは原子数不定の巨大分子を形成する一方、フラーレン分子の原子数は一定である。窒素、フッ素は二原子分子で安定であるが、酸素は二原子あるいは三原子で安定な分子を形成する。硫黄は八原子分子が安定であり巨大分子（ゴム状硫黄）も形成する。このように分子の構成は成分の原子の性質によりさまざまに変化する。

分子の構造
原子間に働く静電相互作用（クーロン力）により、原子は分子として集合している。力の作用がその力の種類により方向性や距離による力の強度変化が異なる為に分子はその構成する原子の種類や配置により秩序だった構造を取る。分子の内部あるいは分子間で相互の原子に作用する力は化学結合と呼ばれる。（その分類や特徴は記事化学結合に詳しい）

言い換えるならば、同じクーロン力を元にしていても化学結合の種類と作用距離に応じて分子は構造的な特徴を現わすとともに原子、分子、結晶といったような構造的な階層を形成する。

すなわち分子の内部構造が分子間に働く相互作用に変化を及ぼすために、物質の性質はそれを構成する原子の構成比率だけでは決定づけることはできず、分子構造が物性の発現に強くかかわっている。例えば、無機化合物の一種に見られる高温超伝導は特定の精密な分子構造が要因となり発現することが知られている。

無機化合物も精密で複雑な分子構造を持つが、有機化合物においては更に多様な分子構造とそれに応じた機能を持つ。今日では有機化合物の分子構造とその構造に特有な機能により生命現象が成り立っていることが明らかとなり、生命の本質と化学構造について分子生物学の分野で研究が進められている。

分子の表示方法である化学式も分子構造をどの程度まで意識するかで使い分けられる。最も単純に原子の組成のみを示した組成式は化学構造の違いを区別する必要のない場合に利用される。構造が単純で異性体など構造的な紛らわしさがない場合はトポロジカルな、つまり実際の配置を抽象化し原子の連結関係を示した示性式で表現される。更に複雑な構造においては構造式が利用される。

構造式は分子構造を抽象的に表現するが、分子動力学など原子の配置の向きや距離を厳密に識別する場合においては分子モデルが分子構造の表現方法として採用される。

パリトキシンの分子モデル

参考ページ：ウィキペディア