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分子質量
鎖定
- 中文名
- 分子質量
- 作 者
- M. L. Roukes
- 來 源
- 《自然—納米技術》
- 發佈時間
- 2012-9-4
分子質量簡介
分子質量定義
分子質量,國標中僅給出了一個量符號m,其單位為“kg”和“u”。從理論上説,分子質量應是一個與“原子質量”對應的絕對意義的質量。但在現實中,這樣的“分子質量”幾乎是不可能得到的,而且在實際工作中也不可能接觸和使用它。
分子質量計量
原子的質量計量一樣,分子的質量計量也先後存在3個量名稱:相對分子質量、分子質量和分子量。眾所周知,分子的質量為組成分子的各原子的質量之和。在日常專業工作中,不論是單質還是化合物,它們的分子質量都是根據各元素原子的個數和各元素的“相對原子質量”(由元素週期表上查到)計算得到。既然元素的相對原子質量是一個單位為“1”的相對質量,那麼由此計算得到的分子質量必然也是一個單位為“1”的相對質量。對於某些結構複雜的生物大分子,往往都是通過電泳、離心或色譜分析等方法測得其近似分子質量,因而更是一個相對概念的量值。所以,我們過去長期習慣使用着的“分子量”實際上都是相對的分子質量。因此,國標指出“以前稱為分子量”的即是“相對分子質量”(relativemolecularmass),並將後者定義為“物質的分子或特定單元的平均質量與核素12C原子質量的1/12之比”。相對分子質量是兩個質量之比,也在計算表達形式上進一步明確了“相對”的含義。對於定義中的“特定單元”,主要是指空氣等組成成分基本不變的特殊混合物,它們的相對質量可根據其組成成分(N2,O2,CO2,Ar等)的相對分子質量和其在空氣中的體積分數計算其平均質量,然後與12C原子質量的1/12相比即可獲得。相對分子質量的量符號為Mr,單位為“1”。
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分子質量相關資料
分子質量過去的分子量
對於過去長期使用的“分子量”,其英文為molecularweight,確切原意為“分子重量”。它既不是質量概念,又沒有相對的含意,因而也是一個不夠準確和不夠科學的量名稱。根據國標規定,“分子量”應停止使用,凡過去使用“分子量”的場合都應換以使用“相對分子質量”。另外,過去一直以“Dalton”、“D”和“kD”作為分子量的單位,後來也曾有人提出以“u”作為分子量的單位,這些都是不恰當的用法。相對分子質量的單位只能是“1”,而不是“Dalton”,“D”,“kD”或“u”。
分子質量研究報告
一個納米量級的振動梁能夠測量單個分子的質量。
就像浴室裏的一台小磅秤一樣,一個物理研究小組如今報告説,他們的一個搖擺的小發明已經能夠測量單個分子的質量。新的裝置為質譜學敞開了一扇新的大門——這是一種通過測量分子質量從而確定它們是什麼的科學。然而,對於這項技術的最終效用依然是眾説紛紜。
傳統質譜學利用一個磁場來彎曲帶電分子的路徑。它們的路徑彎曲的程度揭示了它們的質量。但這項技術對於巨大的生物分子——其質量大約是一個質子的100萬倍——並不理想。例如,這些巨大的分子移動得異常緩慢,因此並不會觸發位於磁場另一端的傳統粒子探測器。因此科學家一直在探索其他的替代方法。10多年來,帕薩迪納市加利福尼亞理工學院(Caltech)的Michael Roukes及其研究小組嘗試了能夠切割出物質——例如硅——的微小振動梁。測量約一萬億分之一克的重量,可使振動梁在每秒週期內產生數以百萬計的從一側到另一側的振動。
原則上,這樣一種裝置能夠測量一個分子的質量。當一個分子黏附在這樣一個振動樑上時(這一過程被稱為物理吸附),其額外的質量促使振動梁以一種低頻產生振動。因此如果想要測量分子的質量,研究人員只須測量頻移便可。
然而這裏也有一個問題。這種頻移同時還取決於分子在振動樑上落腳的位置,因為一個較重的分子停留在振動梁中間所產生的頻移,同一個較輕的分子落在振動梁一端所產生的頻移是相同的。
Roukes與他的博士後Mehmet Selim Hanay,及其在Caltech和法國原子能委員會的同事終於找到了一種解決辦法。關鍵就在於同時以兩個不同的頻率搖晃振動梁。研究人員在8月份出版的《自然—納米技術》上報告了這一研究成果。
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