Molekyylikokossa

Molekyylikokossa tarkoitetaan ilmiöitä, mittauksia ja rakenteita, jotka ilmenevät tai voidaan ymmärtää molekyylien mittojen mittakaavassa. Tämä suuruusluokka sijoittuu atomien ja suurten makroskooppisten rakenteiden väliin, ja siihen liittyy sekä kemiallisten sidosten että molekyylien liikettä ja vuorovaikutuksia koskevaa fysiikkaa.

Molekyylikoko kattaa tyypillisesti noin 0,1–10 nanometriä (1–100 Å). Pienet molekyylit ovat yleensä muutaman ångströmistä kymmeniin ångströmiin suuria, kun taas suurimmat biologiset makromolekyylit ja nanostrukturit voivat ulottua useisiin kymmeniin nanometreihin. Tässä skaalassa termodynamiikassa ja kineettisissä ilmiöissä korostuvat muun muassa molekyylien konformaatio, assosiaatio- ja dissosiaatioprosessi ja niiden transportti ympäristössään.

Tutkimus molekyylikokossa hyödyntää useita menetelmiä. Mikroskopian tekniikat kuten skannaava tunneli- ja atomiroiskumittaus sekä elektronimikroskopia antavat kuvia tai rakennetta lähietäisyydeltä. Spektroskiset menetelmät, kuten valon hajaantuminen, ydinmagnetinen resonanssi ja massaspektrometria, tuottavat tietoa rakenteista ja vuorovaikutuksista. Lisäksi tietokonesimulaatiot, kuten molekyylimalli- ja dynaamisia simulointeja, auttavat ymmärtämään liikettä ja reaktioita molekyylikokoisessa tilassa.

Molekyylikokon ymmärtäminen on keskeistä kemian, biokemian, materiaalitutkimuksen ja nanoteknologian aloilla. Se vaikuttaa esimerkiksi liukoisuuteen, diffuusioon, reaktiokäyttäytymiseen ja materiaalien ominaisuuksiin, kuten viskositeettiin ja mekaanisiin tekijöihin.