Молекулярна маса
Молекуля́рна (фо́рмульна) ма́са, також молекулярна вага — маса молекули, виражена в атомних одиницях маси. Дорівнює сумі мас усіх атомів, що входять у дану молекулу. За молекулярну масу часто беруть середню масу молекули з урахуванням ізотопного складу всіх елементів, що утворюють хімічну сполуку[1]. Похідна величина відносна молекулярна маса — це безрозмірне відношення маси молекули до атомної одиниці маси (яка дорівнює одному дальтону)[2][3]:296.
Молекулярна маса та відносна молекулярна маса відрізняються від молярної маси, але пов'язані з нею. Молярна маса визначається як маса даної речовини, поділена на кількість речовини, і виражається в грамах на моль (г/моль). Це робить молярну масу середнім значенням багатьох частинок або молекул (середньозваженим за частками ізотопів), а молекулярну масу — масою однієї конкретної частинки або молекули. Молярна маса зазвичай є більш доречною величиною, коли маємо справу з макроскопічними (зваженими) кількостями речовини.
Терміни «молекулярна маса», «молекулярна маса» та «молярна маса» можуть використовуватися як взаємозамінні в менш формальних контекстах, де не потрібна правильність одиниць та кількості. Молекулярна маса частіше використовується, коли йдеться про масу окремої або конкретної чітко визначеної молекули, і рідше, ніж молекулярна маса, коли йдеться про середньозважене значення зразка. До перегляду СІ 2019 року величини, виражені в дальтонах (Да), за визначенням чисельно еквівалентні молярній масі, вираженій в одиницях г/моль, і тому були суворо чисельно взаємозамінними. Після перегляду 2019 року цей зв'язок є лише приблизним, але еквівалентність все ще можна вважати прийнятою для всіх практичних цілей[4].
Молекулярні маси обчислюються з атомних мас кожного нукліда, присутнього в молекулі, тоді як молярні маси та відносні молекулярні маси (молекулярні маси) обчислюються зі стандартних атомних мас кожного елемента[5]. Стандартна атомна маса враховує ізотопний розподіл елемента в заданому зразку (зазвичай вважається «нормальним»). Наприклад, вода має молярну масу 18,0153(3) г/моль, але окремі молекули води мають молекулярні маси, які коливаються в межах 18,010 564 6863(15) аом (1H
216O) та 22,027 7364(9) аом (2H
218О).
Обчислюється як арифметична сума атомних мас усіх елементів, що входять до складу молекули.
Наприклад, молекулярна маса фосфатної кислоти (H3PO4) становить 3×1 + 31 + 4×16 = 98 а.о.м.
Молекулярна маса води (H2O)
- MH2O = 2 MH + MO ≈ 2·1+16 = 18 а. о. м.
У першому наближенні, основою для визначення молекулярної маси згідно зі співвідношеннями Марка-Хаувінка[6] є той факт, що властива в'язкість розчинів (або суспензій) макромолекул залежить від об'ємної частки диспергованих частинок у конкретному розчиннику. Зокрема, гідродинамічний розмір, пов'язаний з молекулярною масою, залежить від коефіцієнта перетворення, який описує форму конкретної молекули. Це дозволяє описати видиму молекулярну масу за допомогою ряду методів, чутливих до гідродинамічних ефектів, включаючи DLS, SEC (також відому як GPC, коли елюентом є органічний розчинник), віскозиметрію та дифузійно-впорядковану ядерно-магнітну резонансну спектроскопію[7]. Видимий гідродинамічний розмір потім може бути використаний для наближеного визначення молекулярної маси за допомогою серії специфічних для макромолекул стандартів[8].
Мас-фотометрія (МФ) — це швидкий метод визначення молекулярної маси білків, ліпідів, цукрів та нуклеїнових кислот на рівні окремих молекул у розчині без мічення. Методика базується на інтерферометричній мікроскопії розсіяного світла[9]. Виявляється контраст від розсіяного світла, спричинений єдиною подією зв'язування на межі розділу між розчином білка та предметним склом, який лінійно пропорційний масі молекули. Цей метод також може бути використаний для вимірювання однорідності зразка[10], для виявлення станів олігомеризації білків та для ідентифікації складних макромолекулярних збірок (рибосом, GroEL, AAV) та взаємодій білків, таких як білок-білкові взаємодії[11].
Також можна визначити абсолютну молекулярну масу безпосередньо за допомогою розсіювання світла, традиційно використовуючи метод Зімма[en]. Це можна зробити або за допомогою класичного статичного розсіювання світла, або за допомогою багатокутових детекторів розсіювання світла[12][13][14][15].
- Ебуліометрія
- Зниження точки замерзання та кріоскопічна константа
- Ебуліоскоп та ебуліоскопічна константа
- Метод визначення молекулярної маси Дюма
- Франсуа Марі Рауль
- Стандартна атомна вага
- Масове число
- Абсолютна молярна маса
- Розподіл молярної маси
- Дальтон (одиниця)
- SDS-PAGE
- ↑ Мала гірнича енциклопедія : у 3 т. / за ред. В. С. Білецького. — Д. : Донбас, 2007. — Т. 2 : Л — Р. — С. 146. — ISBN 57740-0828-2.
- ↑ Gold, Victor; McNaught, Alan; The International Union of Pure and Applied Chemistry (IUPAC), ред. (2025). The IUPAC Compendium of Chemical Terminology: The Gold Book (англ.) (вид. 5). Research Triangle Park, NC: International Union of Pure and Applied Chemistry (IUPAC). doi:10.1351/goldbook.
- ↑ Глосарій термінів з хімії / укладачі: Й. Опейда, О. Швайка ; Ін-т фізико-органічної хімії та вуглехімії ім. Л. М. Литвиненка НАН України, Донецький національний університет. — Донецьк : Вебер, 2008. — 738 с. — ISBN 978-966-335-206-0.
- ↑ Бронников К. А., Иващук В. Д., Калинин М. И., Мельников В. Н., Хрущёв В. В. О выборе фиксируемых фундаментальных констант для новых определений единиц СИ. — 2016. — № 8. — С. 11—15.
- ↑ Atomic Weights and Isotopic Compositions for All Elements. physics.nist.gov. Процитовано 25 грудня 2025.
- ↑ Hiemenz, Paul C.; Lodge, Timothy R (2007). Polymer Chemistry (PDF) (англ.). CRC Press. с. 336, 338—339. ISBN 978-1-57444-779-8.
- ↑ Johnson Jr., C. S. (1999). Diffusion ordered nuclear magnetic resonance spectroscopy: principles and applications. Progress in Nuclear Magnetic Resonance Spectroscopy. 34 (3–4): 203—256. Bibcode:1999PNMRS..34..203J. doi:10.1016/S0079-6565(99)00003-5.
- ↑ Neufeld, Roman; Stalke, Dietmar (2015). Accurate molecular weight determination of small molecules via DOSY-NMR by using external calibration curves with normalized diffusion coefficients. Chemical Science (англ.). 6 (6): 3354—3364. doi:10.1039/C5SC00670H. ISSN 2041-6520. PMC 5656982. PMID 29142693.
- ↑ Young, Gavin; Hundt, Nikolas; Cole, Daniel; Fineberg, Adam; Andrecka, Joanna; Tyler, Andrew; Olerinyova, Anna; Ansari, Ayla; Marklund, Erik G. (27 квітня 2018). Quantitative mass imaging of single biological macromolecules. Science (англ.). 360 (6387): 423—427. doi:10.1126/science.aar5839. ISSN 0036-8075. PMC 6103225. PMID 29700264.
- ↑ Sonn-Segev, Adar; Belacic, Katarina; Bodrug, Tatyana; Young, Gavin; VanderLinden, Ryan T.; Schulman, Brenda A.; Schimpf, Johannes; Friedrich, Thorsten; Dip, Phat Vinh (14 квітня 2020). Quantifying the heterogeneity of macromolecular machines by mass photometry. Nature Communications (англ.). 11 (1). doi:10.1038/s41467-020-15642-w. ISSN 2041-1723. PMC 7156492. PMID 32286308.
- ↑ Soltermann, Fabian; Foley, Eric D. B.; Pagnoni, Veronica; Galpin, Martin; Benesch, Justin L. P.; Kukura, Philipp; Struwe, Weston B. (26 червня 2020). Quantifying Protein–Protein Interactions by Molecular Counting with Mass Photometry. Angewandte Chemie International Edition (англ.). 59 (27): 10774—10779. doi:10.1002/anie.202001578. ISSN 1433-7851. PMC 7318626. PMID 32167227.
- ↑ B.H. Zimm (1945). Molecular Theory of the Scattering of Light in Fluids. J. Chem. Phys. 13 (4): 141. Bibcode:1945JChPh..13..141Z. doi:10.1063/1.1724013.
- ↑ Johnson Jr., C. S. (1999). Diffusion ordered nuclear magnetic resonance spectroscopy: principles and applications. Progress in Nuclear Magnetic Resonance Spectroscopy. 34 (3–4): 203—256. Bibcode:1999PNMRS..34..203J. doi:10.1016/S0079-6565(99)00003-5.
- ↑ P.Debye (1944). Light Scattering in Solutions. J. Appl. Phys. 15 (4): 338. Bibcode:1944JAP....15..338D. doi:10.1063/1.1707436.
- ↑ B.H. Zimm (1948). The Scattering of Light and the Radial Distribution Function of High Polymer Solutions. J. Chem. Phys. 16 (12): 1093. Bibcode:1948JChPh..16.1093Z. doi:10.1063/1.1746738.