AP 生物学/分子的本质

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关键词

electron                    exergonic reaction
proton                      organic catalysts (enzymes)
neutron                     hydrogen bond
ionic bond                  cohesion
polar covalent bond         adhesion
nonpolar covalent bond      capillary action
isomer                      heat capacity
polymer                     acid
activation energy           base
endergonic reaction

亚原子粒子

亚原子粒子是构成原子的粒子：质子、中子和电子。质子和中子聚集在称为原子核的致密核心，而电子则在原子核周围的壳层中运行。原子核中质子的数量决定了原子的名称：一个质子是氢，两个是氦，等等。参见元素周期表以获取所有原子的完整列表。

分子

分子是原子通过化学键结合在一起形成的物质的构建块。例如，水是H2O。单个H2O分子将包含 2 个氢原子和一个氧原子。

分子通过三种不同的键结合在一起：离子键、极性共价键和非极性共价键。离子键是金属和非金属之间的键。通常，金属从非金属中获取电子，形成非常强的键。极性共价键是两种非金属之间的键。当价电子（外壳中的电子）在两个原子之间共享时，就会形成共价键。每个原子都希望拥有八个价电子，通过共享电子并形成键来实现这一点。极性共价键是指电子不均匀共享，因为其中一个原子具有更高的电负性（对电子的吸引力）。非极性共价键是指电子均匀共享。

(需要关于极性和非极性分子的信息，以及关于异构体、对映异构体等的信息)

化合物

离子键共价键（极性/非极性）键异构体聚合物

反应

任何化学物质改变性质或身份（即转化为其他物质）的过程称为反应。参与反应的物质称为反应物；反应物反应后形成的物质称为产物。例如，考虑水的产生 (H₂O)

2{\hbox{H}}_{2(g)}+{\hbox{0}}_{2(g)}\to 2{\hbox{H}}_{2}{\hbox{0}}_{(l)}

反应表明，每两个氢 (H₂) 和一个氧 (O₂) 反应，就会生成两个水的产物。

反应中的能量

然而，问题是，并非所有反应（包括此反应）都会发生，除非添加能量来推动反应。发生这种反应所需的能量称为活化能或阈值能量。在上面的水反应中，我们将不得不燃烧（燃烧）两种气体（混合在一起）以产生水，最终结果。在这种情况下，燃烧提供了推动反应所需的活化能。

反应也可以根据其与所涉及能量的关系进行分类和归类。吸能反应在过程中吸收能量；放能反应在过程中释放能量。吸能反应的一般形式为

{\hbox{energy}}+{\hbox{A}}\to {\hbox{B}}

放能反应的一般形式为

{\hbox{A}}\to {\hbox{B}}+{\hbox{energy}}

酶

一些反应可以催化 - 加速 - 来克服活化能设置的“障碍”。为此，引入了催化剂 - 一种降低反应活化能但不会化学影响反应物或产物的物质。在生物学中，催化通常由称为酶的特殊蛋白质执行。酶包含一个称为活性位点的区域；当反应物（也称为底物）与活性位点相互作用时，它们会与位点结合（这称为酶-底物复合物），并经历需要更少能量的替代反应。然后，酶释放底物，底物已经结合形成产物。

水

水的奇妙性质。

内聚力 内聚力是指类似分子之间的分子间吸引力，对于描述为什么某些液体（如水）具有表面张力（在空气和水之间形成类似皮肤的屏障）等特殊性质很有用。

附着力 附着力是指液体分子对其他表面的吸引力，这与内聚力相反，内聚力是指分子间吸引力。

毛细作用 当附着力大于内聚力时，液体实际上可以逆着重力流动，这在描述植物组织中的木质部和血管时尤其有用。附着力大于内聚力的原因是液体流动的路径非常狭窄，这会导致内聚力（分子间键）与附着力成比例地减小，附着力是对液体导管的吸引力。

热容也称为热容量，是指物质储存热量的能力，通常用生成某个物体 1 开尔文升温所需的热能（焦耳）来衡量。

酸/碱

酸是指相对于OH- 离子浓度而言，具有较高 $H+$ 离子浓度的物质（例如：醋酸 - $CH_{3}COOH$ ）。相反，碱是指相对于 $H+$ 离子浓度而言，具有较高 $OH^{-}$ 离子浓度的物质（例如：氢氧化钠）。酸和碱的强度取决于它们在水中解离的程度。中性 pH 水的 H+ 浓度为 $10^{-7}$ 。添加酸实际上会增加氢离子浓度，即使 pH 值会变为 $<10^{7}$ 。这可以通过以下事实来解释：指数越小，值越大。因此，如果物质的 pH 值变化 1，那么它会变得酸性或碱性 10 倍。酸和碱有三种定义（将在下面的部分中解释）。

酸碱 / pH

pH 代表“氢离子浓度指数”。

可以使用石蕊试纸（通过氧化还原反应改变颜色）或金属探针（物质会使电子向探针移动或远离探针）来测量 pH 值。

大多数复合 pH 电极使用的常见银-氯化银参比电极具有饱和氯化银的氯化钾盐桥。