分子是独立存在而保持物质化学性质的最小粒子。分子有一定的大小和质量；分子间有一定的间隔；分子在不停的运动；分子间有一定的作用力；分子可以构成物质,分子在化学变化中还可以被分成更小的微粒：原子.分子可以随着温度的变化，在3态中互相转换。同种分子性质相同，不同种分子性质不同。最小的分子是氢分子的同位素，是没有中子的氢分子,称为氕,质量是1.大的分子其相对分子质量可高达几百万以上。相对分子质量在数千以上的分子叫做高分子。分子是组成物质的微小单元，它是能够独立存在并保持物质原有的一切化学性质的最小微粒．分子一般由更小的微粒原子构成．按照组成分子的原子个数可分为单原子分子，双原子分子及多原子分子；按照电性结构可分为有极分子和无极分子．不同物质的分子其微观结构，形状不同，分子的理想模型是把它看作球型，其直径大小为10^-10m数量级。分子质量的数量级约为10^-26kg。 

分子是物质中能够独立存在的相对稳定并保持该物质物理化学特性的最小单元。分子由原子组成，原子通过一定的作用力，以一定的次序和排列方式结合成分子。以水分子为例，将水不断分割下去,直至不破坏水的特性,这时出现的最小单元是由两个氢原子和一个氧原子组成的水分子。它的化学式写作H2O。水分子可用电解法或其他方法再分为两个氢原子和一个氧原子，但这时它们的特性已和水完全不同了。有的分子只由一个原子构成,称单原子分子，如氦和氩等分子属此类，这种单原子分子既是原子又是分子。由两个原子构成的分子称双原子分子，例如氧分子(O2)，由两个氧原子构成，为同核双原子分子；一氧化碳分子(CO)，由一个氧原子和一个碳原子构成，为异核双原子分子。由两个以上的原子组成的分子统称多原子分子。分子中的原子数可为几个、十几个、几十个乃至成千上万个。例如二氧化碳分子(CO2)由一个碳原子和两个氧原子构成。一个苯分子包含六个碳原子和六个氢原子(C6H6)，一个猪胰岛素分子包含几百个原子，其分子式为C255H380O78N65S6。

物质中能独立存在并保持其组成和一切化学特性的最小微粒。分子是由原子用化学键结合在一起而构成的，原子之间的作用力比较强，但分子之间的作用力却相当弱，这种力称为范德华力，所以分子在一定程度上表现出独立粒子的行为。

分子可以由同种原子构成，也可以由不同种类的原子构成。最简单的分子只含有一个原子，如稀有气体的分子。大多数非金属构成的分子为双原子分子，如氮、氧等分子。化合物是由不同元素组成的分子，为数最多。

最早提出比较确切的分子概念的化学家是意大利A.阿伏伽德罗，他于1811年发表了分子学说，认为：“原子是参加化学反应的最小质点，分子则是在游离状态下单质或化合物能够独立存在的最小质点。分子是由原子组成的，单质分子由相同元素的原子组成，化合物分子由不同元素的原子组成。在化学变化中，不同物质的分子中各种原子进行重新结合。”

自从阿伏伽德罗提出分子概念以后，在很长的一段时间里，化学家都把分子看成比原子稍大一点的微粒。1920年，德国化学家H.施陶丁格开始对这种小分子一统天下的观点产生怀疑，他的根据是：利用渗透压法测得的橡胶的分子量可以高达10万左右。他在论文中提出了大分子（高分子）的概念，指出天然橡胶不是一种小分子的缔合体，而是具有共价键结构的长链大分子。高分子还具有它本身的特点，例如高分子不像小分子那样有确定不变的分子量，它所采用的是平均分子量。

随着分子概念的发展，化学家对于无机分子的了解也逐步深入，例如氯化钠是以钠离子和氯离子以离子键互相连接起来的一种无限结构，很难确切地指出它的分子中含有多少个钠离子和氯离子，也无法确定其分子量，这种结构还包括金刚石、石墨、石棉、云母等分子。

在研究短寿命分子的方法出现以后，例如用微微秒光谱学研究方法，测得甲基（CH3·）的寿命为10-13秒，不但寿命短，而且很活泼，其原因是甲基的价键是不饱和的，具有单数电子的结构。这种粒子还有CH·、CN·、HO，它们统称为自由基，仅具有一定程度的稳定性，很容易发生化学反应，由此可见自由基也具有分子的特征，所以把自由基归入分子的范畴。还有一种分子在基态时不稳定，但在激发态时却是稳定的，这种分子被称为准分子。从分子水平上研究各种自然现象的科学称为分子科学，例如动物学、遗传学、植物学、生理学等正在掌握各种形式的不同种类分子的性能和结构，由分子的性能和结构设计出具有给定性能的分子，这就是所谓分子设计。在化学变化中，分子会改变，而原子不会改变。

实验式：分子的一个特征就是组成化合物的元素比例总是整数。例如，纯水中氢和氧的比例总是2:1，乙醇中碳、氢、和氧总是以2:6:1的比例组合。利用各种元素的比例和化学符号就可以组成分子的实验式。但是单凭实验式是无法决定分子的类别——如乙烯的实验式就与丙烯一样（同是CH2），尽管这两个分子的原子数或质量都不同。

化学式：要反映分子中各种原子的真实数量，就要利用化学式。例如乙烯和丙烯的化学式分别为C2H4和C3H6。
但化学式相同并不代表两个分子是一样的物质，因为分子中原子的排列和组合，亦即分子的结构，也是决定分子性质的要素。同样的原子但排列不同的分子叫同分异构体。同分异构体有同一化学公式但因不同结构的关系有不同的特质。立体异构体是一种特别的异构体，它们可以有很相似的物理及化学性质，而同时有十分不同的生物化学性质。

由量子力学的定律的演算，分子有固定的平衡几何状态——键的长度和之间的角度。纯物质都是由相同几何结构的分子组合而成的。分子的化学式和结构是决定它的特质，尤其是它的化学活性的两要素。

　　又称分子间作用力、范得瓦耳斯力。分子间的相互作用。当二分子比较接近时，主要表现为吸引力。这种力主要来源于一个分子被另一个分子随时间迅速变化的电偶极矩所极化而引起的相互作用。当二分子非常接近时，则排斥力成为主要的。这是由于各分子的外层电子云开始重叠而产生的排斥作用。
　　分子间的引力和斥力：
　　（1）分子间存在引力：
　　①分子间虽然有间隙，大量分子却能聚集在一起形成固体或液体，说明分子间存在引力；
　　②用力拉伸物体，物体内要产生反抗拉伸的弹力，说明分子间存在引力；
　　③两个物体能粘合在一起，说明分子间存在引力。
　　（2）分子间存在斥力：
　　①分子间有引力，却又有空隙，没有被紧紧吸在一起，说明分子间有斥力；
　　②用力压缩物体，物体内要产生反抗压缩的弹力，说明分子间有斥力。
　　（3）分子间引力和斥力随分子间的距离的增大而减小，随分子间的距离的减小而增大，且持力减小或增大比引力变化要快些。
　　（4）分子力的变化情况：
　　①当r=ro(ro=10^-10米)时，分子间的引力和斥力相平衡，分子力为零，此位置叫做平衡位置；
　　②当r＜ro时，分子间斥力大于引力，分子力表现为斥力；
　　③当r＞ro时，分子间引力大于斥力，分子力表现为引力；
　　④当r≥10ro时，分子间引力和斥力都十分微弱，分子力为零；
　　⑤当r由ro→∞时，分子力（引力）先增大后减小。
　　分子间作用力实际上是一种电性的吸引力，从这个意义上讲，分子间作用力可以分为以下三种力：
　　（1）取向力：发生在极性分子与极性分子之间。由于极性分子的电性分布不均匀，一端带正电，一端带负电，形成偶极。因此，当两个极性分子相互接近时，由于它们偶极的同极相斥，异极相吸，二个分子必将发生相对转动。这种偶极子的相互转动，就使偶极子的相反的极相对，叫做“取向”。这种由于极性分子的取向而产生的分子间的作用力，叫做取向力。
　　（2）诱导力：发生在极性分子与非极性分子之间以及极性分子之间。在极性分子和非极性分子间，由于极性分子的影响，会使非极性分子的电子云与原子核发生相对位移，产生诱导偶极，与原极性分子的固有偶极相互吸引，这种诱导偶极间产生的作用力叫诱导力。同样地极性分子间既具有取向力，又具有诱导力。
　　（3）色散力：当非极性分子相互接近时，由于每个分子的电子不断运动和原子核的不断振动，经常发生电子云和原子核之间的瞬时相对位移，产生瞬时偶极。而这种瞬时偶极又会诱导邻近分子也产生和它相吸引的瞬时偶极。由于瞬时偶极间的不断重复作用，使得分子间始终存在着引力，因其计算公式与光色散公式相似而称为色散力。

　　分子结构，或称分子立体结构、分子形状、分子几何，建立在光谱学数据之上，用以描述分子中原子的三维排列方式。分子结构在很大程度上影响了化学物质的反应性、极性、相态、颜色、磁性和生物活性。
　　分子结构最好在接近绝对零度的温度下测定，因为随着温度升高，分子转动也增加。量子力学和半实验的分子模拟计算可以得出分子形状，固态分子的结构也可通过X射线晶体学测定。体积较大的分子通常以多个稳定的构象存在，势能面中这些构象之间的能垒较高。
　　分子结构涉及原子在空间中的位置，与键结的化学键种类有关，包括键长、键角以及相邻三个键之间的二面角。
　　原子在分子中的成键情形与空间排列。分子结构对物质的物理与化学性质有决定性的关系。最简单的分子是氢分子，1克氢含1023个以上的氢分子。水分子中2个氢原子都连接到一个中心氧原子上，所成键角是104.5℃。分子中原子的空间关系不是固定的，除了分子本身在气体和液体中的平动外，分子结构中的各部分也都处于连续的运动中。因此分子结构与温度有关。分子所处的状态（固态、液态、气态、溶解在溶液中或吸附在表面上）不同，分子的精确尺寸也不同。
　　因尚无真正适用的分子结构理论，复杂分子的细致结构不能预言，只能从实验测得。量子力学认为，原子中的轨道电子具有波动性，用数学方法处理电子驻波（原子轨道）就能确定原子间或原子团间键的形成方式。原子中的电子轨道在空间重叠愈多，形成的键愈稳定。量子力学方法是建立在实验数据和近似的数学运算（由高速电子计算机进行运算）相结合的基础上的，对简单的体系才是精确的，例如对水分子形状的预言。另一种理论是把分子看成一个静电平衡体系：电子和原子核的引力倾向于最大，电子间的斥力倾向于最小，各原子核和相邻原子中电子的引力也是很重要的。为了使负电中心的斥力减至最小，体系尽可能对称的排列，所以当体系有2个电子对时，它们呈线型排列（180°）；有3个电子对时呈三角平面排列，键角120°。
　　分子的键有三种极限类型，即离子键、共价键和金属键。定位于2个原子之间的键称为定域键。由多个原子的共有电子形成的多中心键称为离域键。此外还有过渡类型的键：键电子偏向一方的共价键称为极性键，由一方提供成键电子的键称为配位键。通过这些类型的键把原子按一定的空间排列结合成分子，形成分子的构型和构象。例如碳是共享电子对键（共价键）的基本参加者，碳和氢2 种元素的原子可形成烃类化合物，正四面体构的CH4是其中最简单的烃，还可形成环状化合物，例如环己烷；硅和氧是矿物质的基本元素，云母和石英都含有硅氧单元 。金属原子被夹在烃环平面中间构成夹心化合物。蛋白质的基本成分是一端接碱性基，一端接酸性基的二官能分子α-氨基酸。化学组成和分子量相同但分子结构不同的物质互称为异构体。当2 种异构体其他性质相同，只是旋光方向相反，这一类异构体称作旋光异构体。可用X射线等衍射法、各种光谱、波谱、能谱和质谱法等测定或推测分子的结构。
温度对其的影响
　　由于分子中原子的运动由量子力学决定，因此“运动”这个概念也必须要建立在量子力学基础之上。总体（外部）的量子力学运动——如平移和旋转几乎不改变分子的结构（由旋转导致的科里奥利力和离心扭曲以及由此导致的形状变化在此可以忽略）。内部运动包括振动，隶属于谐波，即原子即使在绝对零度仍会在平衡间振荡。此时所有原子都处于振动基态，具有零点能量，振动模式的波函数也不是一个尖峰，而是有限宽度的指数。随着温度升高，振动模式（自由度）被热激发，用通俗的话讲是分子振动加快，而它们仍然只在分子特定部分振荡。
　　波尔兹曼分布可以量度温度对分子振动的影响：exp(-ΔE/kT)，其中ΔE是振动模式的激发能，k是波尔兹曼常数，T是绝对温度。在298K（25 °C）下，典型的波尔兹曼因子值为：ΔE = 500 cm-1 --> 0.089；ΔE = 1000 cm-1 --> 0.008；ΔE = 1500 cm-1 --> 7 * 10-4。即，如果激发能为500 cm-1，那么大约9%的分子在室温时会处于热激发态。对水分子而言，其弯曲模式具有最低的激发能，大约为1600 cm-1，因此室温下水分子中振动速度比绝对零度时快的分子占不到0.07%。
　　虽然转动很难影响分子结构，但作为一个量子力学运动，相对振动而言它在低温下热激发程度较高。从经典力学角度来看即是，更多分子在高温下转动更快（它们具有更大的角速度和角动量）；而从量子力学角度看则是，随温度升高，更多角动量较大的本征态开始聚集。典型的转动激发能数量级在几cm-1。
　　由于涉及转动态，很多光谱学的实验数据都被扩大了。而转动运动随温度升高而变得激烈，因此，低温下的分子结构数据往往更加可靠，而从高温下的光谱很难得出分子结构。
成键
　　根据定义，分子中的原子是由共价键（包括单键、双键、叁键等）或/和离子键连结起来的，因此分子形状可通过键长、键角和二面角这些参数来阐明。键长被定义为任何分子中，两个原子中心间的平均距离；键角是相邻三个原子两条键之间的夹角；而二面角，或称扭转角，则相对于四个相邻原子而言，是前三个原子所形成的平面与剩下一根键之间所成的角度。
　　电子的量子力学性质决定分子结构，因此可通过价键理论近似来理解化学键类型对结构的影响。杂化轨道理论认为，先有原子轨道间的杂化，才有化学键的生成。至于化学键，其中两种最常见的为σ键和π键，而含离域电子的结构可借助分子轨道理论来理解。
　　研究原子和分子中电子的类波行为隶属于量子化学的范畴。
同分异构体
　　具有相同化学式但不同结构的物质被称为异构体，它们常有不同的性质。
　　纯净物只由异构体中的一种构成，因此所有分子结构相同。
　　构造异构体中原子排列顺序不同，性质也常有不同，例如正丙醇和异丙醇。
　　官能团异构体是由于含有不同官能团而导致异构的异构体，例如醚和醇。
　　立体异构体物理性质可能类似（例如熔点和沸点），但生化活性一般不同。这是由于它们具有手性，必须要有特定的立体结构才可以与其他底物结合。一对立体异构体可使平面偏振光偏转相同的角度，但是在相反方向上。
　　蛋白质折叠关系到高分子蛋白质的构象取向问题。
分子结构类型
　　分子有六种基本形状类型：
　　直线型：所有原子处在一条直线上，键角为180°，例如二氧化碳O=C=O。
　　平面三角形：所有原子处在一个平面上，三个周边原子均匀分布在中心原子周围，键角120°，例如三氟化硼BF3。
　　四面体：四个周边原子处在四面体的四个顶点，中心原子位于四面体中心。理想键角109°28'，例如甲烷CH4。
　　八面体：六个周边原子处在八面体的六个顶点，中心原子位于四面体中心。理想键角90°，例如六氟化硫SF6。
　　三角锥形：四面体型的一条键被孤对电子占据，剩下三条键的形状即是三角锥型。由于孤对电子体积较大，三角锥形的键角较四面体形的键角要小。例如氨NH3，键角107.3°。
　　四方锥形：八面体型的一条键被孤对电子占据，剩下五条键的形状即是四方锥型，例如五氟化溴BrF5。
　　角形：与直线型相对，两条键的三个原子不在一条直线上。例如水H2O，键角104.5°。
价层电子对互斥理论
　　键连原子 孤对电子 电子对数 形状 理想键角 例子 图片
　　2 0 2 直线型 180° BeCl2
　　3 0 3 平面三角形 120° BF3
　　2 1 3 角形 120° SO2
　　4 0 4 四面体 109.5° CH4
　　3 1 4 三角锥 109.5° NH3
　　2 2 4 角形 109.5° H2O
　　5 0 5 三角双锥 90°、120° PCl5
　　4 1 5 变形四面体 90°、120° SF4
　　3 2 5 T型 90° ClF3
　　2 3 5 直线型 180° XeF2
　　6 0 6 八面体 90° SF6
　　5 1 6 四方锥 90° BrF5
　　4 2 6 平面正方形 90° XeF4

　　分子量，[1]组成分子的所有原子的原子量的总和，分子量的符号为Mr。单位道尔顿(Dalton，Da，D)，大分子(如蛋白质)的分子量通常使用kDa。（另一种说法是：分子量为无量纲量，单位为1） 目前，分子量在中国大陆的规范名称为“相对分子质量”，同样，原子量的规范名称为“相对原子质量”。
　　分子量是物质分子或特定单元的平均质量与核素碳12（原子量为12的碳原子）原子质量的1/12之比，[2]等于分子中原子的原子量之和。如二氧化硫(SO2)分子量为64.06，即为一个硫原子和两个氧原子的原子量之和。
　　分子量 molecular weight 分子中各原子量的总和。
　　注：聚合物是不同分子量同系物的混合物，其分子量需以统计平均分子量表示。
　　分子量的时间是5~15天
分子量概述
　　分子量是物质分子或特定单元的平均质量与核素碳12（原子量为12的碳原子）原子质量的1/12之比，等于分子中原子的原子量之和。如二氧化硫(SO2)的分子量为64.06，即为一个硫原子和两个氧原子的原子量之和。分子量 molecular weight 分子中各原子量的总和。聚合物是不同分子量同系物的混合物，其分子量需以统计平均分子量表示。
相对分子质量
　　相对分子质量：化学式中各原子的相对原子质量的总和与原子的质量计量一样，分子的质量计量也先后存在3个量名称：相对分子质量、分子质量和分子量。众所周知， 
沸点与相对分子质量的关系
分子的质量为组成分子的各原子的质量之和。在日常专业工作中，不论是单质还是化合物，它们的分子质量都是根据各元素原子的个数和各元素的“相对原子质量”(由元素周期表上查到)计算得到。既然元素的相对原子质量是一个单位为“1”的相对质量，那么由此计算得到的分子质量必然也是一个单位为“1”的相对质量。对于某些结构复杂的生物大分子，往往都是通过电泳、离心或色谱分析等方法测得其近似分子质量，因而更是一个相对概念的量值。所以，我们过去长期习惯使用着的“分子量”实际上都是相对的分子质量。因此，国标指出“以前称为分子量”的即是“相对分子质量”(relative molecular mass)，并将后者定义为“物质的分子或特定单元的平均质量与核素12C原子质量的1/12之比”。相对分子质量是两个质量之比，也在计算表达形式上进一步明确了“相对”的含义。对于定义中的“特定单元”，主要是指空气等组成成分基本不变的特殊混合物，它们的相对质量可根据其组成成分(N2，O2，CO2，Ar等)的相对分子质量和其在空气中的体积分数计算其平均质量，然后与 12C原子质量的1/12相比即可获得。相对分子质量的量符号为Mr，单位为“1”。
　　对于过去长期使用的“分子量”，其英文为molecular weight，确切原意为“分子重量”。它既不是质量概念，又没有相对的含意，因而也是一个不够准确和不够科学的量名称。根据国标规定，“分子量”应停止使用，凡过去使用“分子量”的场合都应换以使用“相对分子质量”。另外，过去一直以“Dalton”、“D”和“kD”作为分子量的单位，后来也曾有人提出以“u”作为分子量的单位，这些都是不恰当的用法。相对分子质量的单位只能是“1”，而不是“Dalton”，“D”，“kD”或“u”。
　　至于分子质量，国标中仅给出了一个量符号m，其单位为“kg”和“u”。从理论上说，分子质量应是一个与“原子质量”对应的绝对意义的质量。但在现实中，这样的“分子质量”几乎是不可能得到的，而且在实际工作中也不可能接触和使用它。因此，我们可以不必花费精力去研究它。
　　“kD”又常写为“kDa”,意义为“千道尔顿”。“D”(“道尔顿”)是英国化学家John Daleon(1766～1844年)1803年创立倍比定律时的确定的相对原子量的旧单位符号，虽然属非SI单位即非法定计量单位,但至今仍在被国内外文献中大量使用。中国期刊界已有不少人著文要求取缔“D”及其衍生单位符号如kD、MD等。但取缔后的表达形式却不尽相同。有人认为应该用法定的原子质量单位符号“u”取而代之［1,5,6］,如将“5 kD”写为“5 ku”。又有人同时认为,可以用相对分子质量(Mr)或相对原子质量(Ar)的单位“1”取代,如将“5 kD”写“5×103”。
　　D”本身意义就为相对原子量”,因而用“u”取代“D”虽然在生物学领域中数值方面显不出差异,但“u”与“D”的原始概念并不相同。因此,我刊认为在处理“kD”之类的单位时,至少应建议作者区别不同单位符号与不同量符号之间的匹配:如5 kD改为5 ku,则其量符应使用m(如m=5 ku);如用改为5×103,则应用“Mr”或“Ar”表达。
　　此外,鉴于目前科学界尚有大量使用“D”或“kD”的文献存在,在某些类型的论文写作中,作者往往会坚持在某些数据中使用“D”或“kD”。例如在综述类论文中,被引用文献数据中“D”常常不可避免。在这种情况下,我们认为应尊重作者的选择,虽然期刊中会出现“非法的”D,但不应视为“违法”。
　　在法定计量中,有两个不同意义的u。一个“u”是可与SI单位并用的中国法定计量单位;其与SI单位的关系为1 u≈1.660 540×10-27 kg,其量名称为质量;单位名称为“原子质量单位”。因而其量符号应为m。例如某物质X的质量为5 ku,可写为m(X)=5 ku。另一个u是SI量“原子质量常量”(“mu”)的单位符。原子质量单位常量(量符号为mu)的定义为:“一个12C中性原子处于基态的静止质量的1/12”;u的名称也为“原子质量单位”,但
　　1 u=(1.6605402±0.0000010)×10-27 kg。
　　据法定计量GB3102.8-93,当需要用u表达质量m时,则应有m=Mr *mu。这样看来,如果用来代替kD的ku若是原子质量常量的单位,则应先知道被计量的物质X的相对分子质量Mr(X),因为m(X)=Mr(X)*mu。
　　再比较“mu”的定义和“Ar”或“Mr”定义。mu的定义: mu=m(12C)/12;而Ar(或Mr)的定义为:“元素的(或分子的)平均原子质量与核素12C原子质量的1／12之比”。两者在本质上是不同的。鉴于以上认识,根据法定计量表达规则,我们认为不宜将u或ku作为Ar或Mr的单位符号使用。
分子量分布
　　molecular weight distribution，组成聚合物中不同分子量分布的产品不同分子量聚合物的相对量。此相对量按一定的概率函数分布，通常以分子量分布曲线表示。分子量分布（Molecular Weight Distribution, MWD ）：由于高聚物一般由不同分子量的同系物组成的混合物，因此它的分子量具有一定的分布，分子量分布一般 有分布指数和分子量分布曲线两种表示方法。
质均分子量
　　聚合物中按分子数按质量平均的相对分子质量。质均分子量的测定，高聚物的分子量及分子量分布，是研究聚合物及高分子材料性能的最基本数据之一。它涉及到高分子材料及其制品的力学性能，高聚物的流变性质，聚合物加工性能和加工条件的选择。也是在高分子化学、高分子物理领域对具体聚合反应，具体聚合物的结构研究所需的基本数据之一。
　　粘度法测质均分子量，粘均分子量Mη）用乌式粘度计，测高超高分子量聚乙烯管材生产分子稀释溶液的特性粘数[η]，根据Mark-Houwink公式[η]＝kMα，从文献或有关手册查出k、α值，计算出高分子的分子量。其中，k、α值因所用溶剂的不同及实验温度的不同而具有不同数值。
　　当入射光电磁波通过介质时，使介质中的小粒子（如高分子）中的电子产生强迫振动，从而产生二次波源向各方向发射与振荡电场（入射光电磁波）同样频率的散射光波。这种散射波的强弱和小粒子（高分子）中的偶极子数量相关，即和该高分子的质量或摩尔质量有关。根据上述原理，使用激光光散射仪对高分子稀溶液测定和入射光呈小角度（2℃－7℃）时的散射光强度，从而计算出稀溶液中高分子的绝对重均分子量（MW）值。采用动态光散射的测定可以测定粒子（高分子）的流体力学半径的分布，进而计算得到高分子分子量的分布曲线。
　　当高分子溶液通过填充有特种多孔性填料的柱子时，溶液中高分子因其分子量的不同，而呈现不同大小的流体力学体积。柱子的填充料表面和内部存在着各种大小不同的孔洞和通道，当被检测的高分子溶液随着淋洗液引入柱子后，高分子溶质即向填料内部孔洞渗透，渗透的程度和高分子体积的大小有关。大于填料孔洞直径的高分子只能穿行于填料的颗粒之间，因此将首先被淋洗液带出柱子，而其他分子体积小于填料孔洞的高分子，则可以在填料孔洞内滞留，分子体积越小，则在填料内可滞留的孔洞越多，因此被淋洗出来的时间越长。按此原理，用相关凝胶渗透色谱仪，可以得到聚合物中分子量分布曲线。配合不同组分高分子的质谱分析，可得到不同组分高分子的绝对分子量。用已知分子量的高分子对上述分子量分布曲线进行分子量标定，可得到各组分的相对分子量。由于不同高分子在溶剂中的溶解温度不同，有时需在较高温度下才能制成高分子溶液，这时GPC柱子需在较高温度下工作。

分子的存在形式可以为气态、液态或固态。分子除具有平移运动外，还存在着分子的转动和分子内原子的各种类型的振动。分子内部的振动和转动的幅度，比气体和液体中分子的平动和转动幅度小得多，分子的这种内部运动，并不会破坏分子的固有特性。通常所说的分子结构，是这些原子处在平衡位置时的结构。分子的内部运动，决定分子光谱的性质，因而利用分子光谱，可以研究分子内部运动情况。

分子的构型和构象相同成分的分子中,若原子的排列次序和排列方式不同,可形成不同的分子。例如C2H6O分子可以排列为乙醇分子，也可以排列为二甲醚分子，它们的结构式所示分子的结构式反映分子内部原子的排列次序。组成分子的成分相同，而排列次序不同，形成两种或两种以上的分子,这种现象称为同分异构现象，这些成分相同结构不同的分子称为同分异构体。

分子的结构式一般只反映分子中原子的连接次序，而决定分子形状的键长和键角的数值，需要通过实验测定。反映分子中原子在空间的排列次序与分布称为分子的构型。分子中原子间的化学键长与键角则称为立体构型参数。

对有些分子，当它的构型确定时，分子的形状大小也就确定了，例如水分子、甲烷分子、苯分子等。有些分子在一定的构型条件下，分子的形状还会随原子的相对位置而改变。例如乙烷(C2H6)分子在相同的连接次序及双原子分子纯转动光谱相同的键长键角数据下,还可以有交叉式(图3之a)和重叠式(图3之b)两种不同形状，这种情况称为分子的构象。不同构象的分子，能量有一定差别，它们的对称性亦不同，对于乙烷分子，常温下交叉式的构象比较稳定。

　　1　分子当中的电子在遍及整个分子范围内运动，每一个电子的运动状态都可以用一个分子波函数（或者称为分子轨道）Ψ来描述。|Ψ|^2表示了电子在空间各处出现的几率密度。
　　2　分子轨道可以通过相应的原子轨道线性组合而成。有几个原子轨道相组合，就形成几个分子轨道。在组合产生的分子轨道中，能量低于原子轨道的称为成键轨道；高于原子轨道的称为反键轨道；与原轨道能量相近的称为非键轨道。
　　3　原子轨道在组成分子轨道时候，必须满足下面三条原则才能有效的组成分子轨道。
　　（1）对称性匹配原子：两个原子轨道的对称性匹配时候她们才能够组成分子轨道。那么什么样子的原子轨道才是对称性匹配呢？可将两个原子轨道的角度分布图进行两种对称性操作，即旋转核反映操作，“旋转”是绕键轴（以x轴为键轴）旋转180度，“反映”是包含键轴的某一个平面（xy或者xz）进行反映，即是照镜子。
　　若操作以后它们的空间位置，形状以及波瓣符号均没有发生改变称为旋转或者反应操作对称，若有改变称为反对称。两个原子轨道“旋转”“反映”两种对称性操作均为对称或者反对称就称为两者“对称性匹配”。
　　s和Px原子轨道轨道对于旋转以及反应两个操作均为对成；Px以及Pz原子轨道对于旋转以及反应两个操作均是反对成，所以它们都是属于对称性匹配，可以组成分子轨道，同理我们还可以得到Py与Py，Pz与Pz原子轨道也是对称性匹配。
　　（2）能量近似原则：当参与组成分子轨道的原子轨道之间能量相差不是太大时候，不能有效的组成分子轨道。原子轨道之间的能量相差越小，组成的分子轨道成键能力越强，称为“能量近似原子”。
　　（3）最大重叠原子：原子轨道发生重叠时，在可能的范围内重叠程度越大，形成的成键轨道能量下降就越多，成键效果就越强。
　　4　当形成了分子时，原来处于分子的各个原子轨道上的电子将按照泡利不相容原理，能量最低原理，Hund规则这三个原则进入分子轨道。这点和电子填充原子轨道规则完全相同。
分子轨道的类型
　　在价键理论当中共价键可以分为δ和∏键。在分子轨道当中我们如何区别它们呢？在氢分子离子形成过程当中我们看到了由两个1s轨道形成了一个成键的δ1s轨道（形状像橄榄）和另一个反键δ1s*（形状像两个鸡蛋）。凡是分子轨道对成周形成圆柱形对成的叫做“δ轨道”。在成键δ轨道上的电子称为“成键δ电子”，她们使得分子稳定化；在反键δ*轨道上的电子称为“反键δ电子”，她们使得分子有解离的倾向。由成键δ电子构成的共价键称为δ键。（见图6）同样，我们可以用参加组合的原子轨道图形，按照一定的重叠方式定性的绘出其他的分子轨道。比如沿着x轴考紧则两个px轨道将“头碰头”的组成两个δ型分子轨道，如果时py和py，pz和pz就是“肩并肩”的组合称为另一种形状的分子轨道，称为π轨道
　　它们有一个通过键轴与纸面垂直的对称平面，好像两个长型的冬瓜，分别置于界面的上下。成键∏轨道上的电子叫做成键π电子，它们使得分子稳定。图下部反键π2p*轨道，它们能量较高，好像四个鸡蛋分别置于节面上下。反键π轨道上的电子叫做“反键π电子”，她们有使得分子解离的倾向。由成键π电子构成的共价键称为“π键”
　　由两个p原子轨道形成的∏键称为p－pπ键。处此之外，p轨道还可以和对称性的d轨道形成p－dπ键，例如px－dxz。相同对称性的d轨道之间还能形成d－dπ键，例如dzx－dzx。
　　我们可以看出，无论是δ型轨道还是π轨道，成键轨道中的都是电子云在两核之间的密度比较大，因此有助于两个原子的组合。在反键轨道中，电子云原理两核中间区域偏向于两核的外测，从而使得两个原子的分离。
键级
　　分子的键级等于成键电子数减反键电子数再除以二。键级越大，键越稳定，键级为0的分子不存在。

　　物体中所有分子的热运动的动能和分子势能的总和叫做物体的内能：
　　1、一切物体都有内能；
　　2、决定内能的因素：
　　a.温度：温度越高，分子热运动平均动能越大
　　b.体积：分子势能与体积有关，体积越小，势能越大
　　c.分子总数：物体的分子数越多，质量越大，内能越大；
　　3、内能与机械能的区别：
　　a.内能是由大量分子热运动和分子间的相对位置所决定的能；机械能是物体做机械运动和物体形变所决定的能；
　　b.物体的机械能在一定条件下可以等于零，但内能永远不可能为零。
　　1．分子动理论的基本内容
　　（1）大部分物质是由大量分子构成的（有一些物质是由原子或离子构成的）。分子的直径极小，是以10-10m来量度的。一滴水内含有约 个水分子。分子之间有间隙，酒精和水混合后的总体积小于混合前酒精和水的体积之和就可以说明这一点。气体分子间隙最大，液体次之，固体最小。
　　（2）分子在永不停息地作无规则运动。扩散现象是分子作无规则运动的例证。所谓扩散是指两种不同的物质相互接触时，彼此进入对方的现象。
　　（3）分子之间既有引力，又有斥力。固体能保持一定的形状和体积且难以拉断，说明分子之间存在引力，而固体和液体分子间保持一定的间隙且很难被压缩，说明分子间又存在斥力。物质内分子间引力和斥力是同时存在的，引力和斥力都随分子间距离的增大而减小，斥力减小得更快。当分子间距为某一定值 时，引力等于斥力，此时分子处于平衡位置；当分子间距大于 时，引力起主要作用；当分子间距小于 时，斥力起主要作用。若分子间距大于分子直径的10倍时，分子间作用力变得十分微弱，可以认为此时分子间作用力为零。
　　2．影响物体内能大小的因素
　　主要有物体的温度、体积、状态和质量。物体的温度发生变化时，其内部分子的运动速度大小也发生变化，所以分子的动能发生变化，故物体的内能大小也发生变化；物体的状态、体积发生变化时，分子间距以及分子间作用力的强弱也发生变化，故分子势能也发生变化，从而使物体的内能大小发生变化；物体的温度、状态、体积一定时，对同种物质而言，它的质量越大，则内部的分子数目就越多，所以分子的动能和分子势能的总和增大，即物体的内能也越大。
　　3．内能与机械能的区别
　　物体的内能大小与物体内部分子的热运动以及分子间的相互作用情况有关，是物体能量的微观表现；物体的机械能则与整个物体的机械运动情况及相对位置有关，是物体能量的宏观表现。物体的内能在任何情况下都不会为零（因为分子不停地做无规则运动总有动能），而物体的机械能可以相对为零。所以内能和机械能是两种不同形式的能量。
　　4．做功的过程:能量转化的形式
　　在做功使物体内能发生改变的过程中，都是其它形式的能与内能之间的转化。外界对物体做功，使物体内能增大，是其它形式的能转化成内能；物体对外界做功，使物体内能减少，是内能转化成了其它形式的能。例如用活塞压缩空气使空气内能增加的过程中，就是活塞运动的机械能转化为空气的内能；摩擦生热也是机械能转化为内能；空气推动活塞而做功使空气内能减小的过程，就是空气的内能转化为活塞运动的机械能。
　　5．物体的内能与温度的关系
　　物体的内能是由物体的温度、状态、体积和质量等因素共同决定的，当只有其中一个因素改变时，也会引起内能的改变，但物体的内能改变时，其温度就不一定改变。例如晶体在熔化过程中，由于物体状态的改变会引起分子间作用力强弱的改变，从而导致分子势能的改变，此时温度没有改变，分子动能没有改变，这样内能的大小仍旧会发生改变。所以物体在只有温度改变时，其内能一定会改变，但物体的内能改变时，其温度却不一定改变。
　　6．温度、内能和热量的区别和联系
　　温度、内能和热量是三个既有区别，又有联系的物理量。温度是表示物体冷热程度的物理量，从分子运动论的观点来看，物体的温度越高，分子无规则运动的速度就越大，因此可以说温度是分子热运动剧烈程度的一个标 志。内能是一种形式的能，它是物体内所有分子无规则运动所具有的动能和分子势能的总和。它跟温度是不同的两个概念。但又有密切的联系，如果物体的温度升高，它的内能就增大，温度降低，内能就减小。在热传递过程中，传递能的多少叫做热量。在热传递的过程中，热量从高温物体传向低温物体，高温物体放出了多少焦耳的热量，它的内能就减少多少焦耳；而低温物体吸收了多少焦耳的热量，它们内能就增加了多少焦耳。温度和热量是两个实质不同的物理量，它们之间是有一定的联系的。在不发生物态变化时，物体吸收了热量，它的内能增加，温度升高；物体放出了热量，它的内能减少，温度降低。
　　7．改变物体内能的两种方法
　　通过做功和热传递这两种方法都可以改变物体的内能，但它们有本质的区别。用做功的方法改变物体的内能，实质上是其它形式的能与内能之间的转化。例如：用锯条锯木头，是用做功的方法使锯条的内能增加，温度升高的。其中的能量转化是：机械能转化为内能。用热传递的方法改变物体的内能，实质上是内能的转移。例如：把烧红的铁块放入冷水中，热量从高温的铁块传递到低温的水中，高温的铁块的内能转移到低温的水中。虽然做功是能的转化，热传递是能的转移，但做功和热传递在改变物体的内能上效果是相同的，所以说它们是等效的。

　　分子内部各种运动状态所形成的能级结构。分子内部的运动有电子运动、分子振动和分子转动，它们的能量都是量子化的，故可形成电子能级、振动能级和转动能级。分子的电子能级为10电子伏特（eV）量级，与原子的能级差不多；分子的振动能级大约是电子能级的倍，分子的转动能级大约是电子能级的m／M倍，其中m是电子的质量，M是典型分子的质量。由于典型分子的质量比电子质量要大数千倍至万倍，从而分子振动能级为0.1电子伏特（eV），转动能级为0.001eV，因此分子的能级比原子的能级复杂，由此决定分子比原子具有丰富得多的光谱。

　　是分子间的相互作用力而产生的能量,分为斥力和引力.在平衡位置r0时相对平衡,小于平衡位置时表现为斥力,大于平衡位置时表现为引力.但无论何时,引力与斥力都是同时存在的.
　　分子间由于存在相互的作用力，从而具有与其相对位置有关的能，即分子势能。所以分子势能与分子间的相互作用力的大小和相对位置有关。
　　其实分子间作用力越大,势能越大.
　　分子之间存在引力和斥力，但分子间距大于它自身直径的10倍以上的时候，他们之间的作用力就变得十分微弱，可以忽略不计，而碎玻璃之间的距离对于分子来说是巨大的，所以他们之间没有作用力
　　分子势能与分子距离的关系
　　1.分子距离在平衡距离处分子势能最小
　　2.分子距离在大于平衡距离和小于平衡距离时其分子势能将增大
　　3.分子距离在小于平衡距离时，斥力大于引力，分子势能表现为斥力，最大值在零距离处.
　　4.分子距离在大于平衡距离时，引力大于斥力，分子势能表现为引力，最大值在无穷远处.
　　5.分子距离在无穷远处引力和斥力都为零,引力引起的势能最大.
　　6.分子距离在无穷近处引力和斥力最大,斥力引起的势能最大

在一定状态下，分子的形状和大小、结构和性质都是一定的。研究分子的力学性质、热学性质、电学性质以及分子光谱等实验数据，可以获得分子的平均运动速度、碰撞频率、分子直径（按球体直径计算）、电离电位（即中性分子最低能态和离子的最低能态的能量差）、离解能（即分子最低能态分解为原子基态的能量差）、核间距离（即键长）、分子振动的力常数、偶极矩等物理量，还可以给出描述分子振动和转动状态的物理量数据。这些数据统称为分子常数，是描述分子结构和物理性质的重要数据。

分子质量原子通过化学键结合成分子,分子有确定的质量。分子的质量与12C原子质量的1/12之比叫做分子量。通常的碳元素由12C、13C、14C组成，因此碳的原子量为12.011。氢的原子量为1.088,氧的原子量为15.999，而乙醇(C2H6O)的分子量为2×12.011＋6×1.088＋1×15.999=46.069克。0.012千克的12C含12C原子6.0221367×10^23个，称它为1摩尔（或1克原子）；同理,46.069克的乙醇含有同样数目的乙醇分子，称为1摩尔(或1克分子)的乙醇。

通常把分子量大于10000的分子称为高分子，当然这个界限并不是绝对的。分子量大到一定的程度，分子会出现一些特有的性质。高分子在工业上和生物化学上十分重要，例如塑料、橡胶、油漆、木材、蛋白质、核酸、多糖等等都是高分子材料。

分子的分子量可通过实验测定。测定分子量的方法很多，其中以质谱法最优越，现代的高分辨质谱仪测量分子量的精度可高于质量数的万分之一。其他如气体状态法，可测定气体分子的分子量，X射线衍射法可测量晶体的分子量，溶液渗透压法主要应用于测定高分子的分子量等。

 　在相同温度下，分子的能量并不完全相同，有些分子的能量高于分子的平均能量，称为活化分子。发生有效碰撞的一定是活化分子，但是活化分子不一定发生有效碰撞。不是反应物分子之间的任何一次直接作用都能发生反应，只有那些能量相当高的分子之间的直接作用才能发生反应。在一定温度下，某反应具有的活化分子数由该反应的活化能Ea决定。根据玻耳兹曼能量分布定律可知，能量大于Ea的分子占总分子数中的分数可用e-Ea/RT估算。活化分子数（或浓度）是决定化学反应速率的重要因素。对某一给定的化学反应，当温度（T）升高时，e-Ea/RT的值增大，活化分子所占的比例增大，反应速率也就增大。使用催化剂能降低反应活化能，使得具有平均能量的反应物分子只要吸收较少的能量就能变成活化分子，有利于增大化学反应速率。

处于基态的分子在光、热、电等形式能量的作用下，可能改变结构，形成受激态（或称激发态）分子。受激态分子存在的时间往往很短，有的寿命只有微秒数量级或更短，故又称为准分子。利用闪光光解和分子光谱等实验，已对若干准分子的寿命、结构以及其他分子常数等进行过研究。

从射电天文学和分子光谱学的研究得知，星际之间存在许多分子,如OH、CN、SiO、CS、HCN、SO、CH、N2H、NS、HCO等，这些分子在地球上是极不稳定的,但却能稳定地存在于星际空间，这是因为它们处于分子极为稀薄的天空之中，在不受其他分子干扰的状态下，可以长期存在。

　　分子间以范德华力相互结合形成的晶体。大多数非金属单质及其形成的化合物如干冰(CO2)、I2、大多数有机物，其固态均为分子晶体。分子晶体是由分子组成，可以是极性分子，也可以是非极性分子。分子间的作用力很弱，分子晶体具有较低的熔、沸点，硬度小、易挥发，许多物质在常温下呈气态或液态，例如O2、CO2是气体，乙醇、冰醋酸是液体。同类型分子的晶体，其熔、沸点随分子量的增加而升高，例如卤素单质的熔、沸点按F2、Cl2、Br2、I2顺序递增；非金属元素的氢化物，按周期系同主族由上而下熔沸点升高；有机物的同系物随碳原子数的增加，熔沸点升高。但HF、H2O、NH3、CH3CH2OH等分子间，除存在范德华力外，还有氢键的作用力，它们的熔沸点较高。
　　分子组成的物质，其溶解性遵守“相似相溶”原理，极性分子易溶于极性溶剂，非极性分子易溶于非极性的有机溶剂，例如NH3、HCl极易溶于水，难溶于CCl4和苯；而Br2、I2难溶于水，易溶于CCl4、苯等有机溶剂。根据此性质，可用CCl4、苯等溶剂将Br2和I2从它们的水溶液中萃取、分离出来。

　　在任何一个分子中都可以找到一个正电荷重心和一个负电荷重心，根据正负电荷重心是否重合，可以把分子分为极性分子和非极性分子。如果分子中正电荷的重心与负电荷的重心相重合，那就是非极性分子；如果正负电荷重心不重合，则分子就因显正负两极而形成偶极，这种分子叫做极性分子。分子中正负电荷重心相距愈远，分子的极性也就愈显著，这个距离叫做偶极长度。如果正负电荷重心分离得很远，这个分子就属于离子型分子了。对于双原子分子如H2、O2等来说，分子的极性是由键的极性引起的。由两个相同的原子所形成的化合物，由于它们的电负性相同，分子中电荷的分布是对称的，整个分子的正电荷重心与负电荷重心重合，这种分子叫做非极性分子，这种键叫做非极性共价键。由两种不同元素的原子所形成的化合物，由于元素的电负性不同，分子中电荷的分布不对称，即正负电荷重心不会重合，在分子中形成了正负两极。这种分子叫极性分子，这种键叫极性共价键。O-H键就是一种典型的极性共价键，水是一种典型的极性分子。
　　如果分子的构型不对称，则分子为极性分子。
　　如：氨气分子，HCl分子等。
　　区分极性分子和非极性分子的方法:
　　非极性分子的判据:中心原子化合价法和受力分析法
　　1、中心原子化合价法:
　　组成为ABn型化合物,若中心原子A的化合价等于族的序数,则该化合物为非极性分子.如:CH4,CCl4,SO3,PCl5
　　2、受力分析法:
　　若已知键角(或空间结构),可进行受力分析,合力为0者为非极性分子.如:CO2,C2H4,BF3
　　3、同种原子组成的双原子分子都是非极性分子。
　　不是非极性分子的就是极性分子。　　

高分子又称高分子聚合物，高分子是由分子量很大的长链分子所组成，高分子的分子量从几千到几十万甚至几百万。 而每个分子链都是由共价键联合的成百上千的一种或多种小分子构造而成。高分子的分类有多种，按来源可分为 天然高分子、天然高分子衍生物、合成高分子三大类；根据用途则可分为合成树脂和塑料、合成橡胶、合成纤维等；按热行为可分为热塑性和热固性聚合物；按主链结构可分为碳链、杂链、和元素有机三类；另外根据工业产量和价格还可分为通用高分子、中间高分子、工程塑料以及特种高分子等等。

高分子组成：一个大分子往往由许多简单的结构单元通过共价键重复键接而成。合成聚合物的原料称为单体，通过聚合反应，单体才转变成大分子的结构单元。由一种单体聚合而成的聚合物称为均聚物，由两种以上单体共聚而成的聚合物则称为均聚物。

特点：高分子与低分子化合物相比较，分子量非常高。由于这一突出特点，聚合物显示出了特有的性能，表现为“三高一低一消失”。既是：高分子量、高弹性、高黏度、结晶度低、无气态。因此这些特点也赋予了高分子材料（如复合材料、橡胶等）高强度、高韧性、高弹性等特点。

高分子类型：高分子化合物中的原子连接成很长的线状分子时，叫线型高分子。这种高分子在加热时可以熔融，在适当的溶剂 中可以溶解。
高分子化合物中的原子连接成线状并带有较长分支时，叫支链型高分子。这种高分子也可在加热时熔融，也可在适当的溶剂中溶解。

如果高分子化合物中的原子连接成网状时，则叫网状高分子，这种高分子由于一般都不是平面 结构而是立体结构，所以也叫体型高分子。体型高分子加热时不能熔融，只能变软和弹性增大；不能在任何溶剂中溶解，只能在某些适当的溶剂中溶胀。

高分子的性能与结构

　　高分子化合物由于分子量很大，分子间作用力的情况与小分子大不相同，从而具有特有的高强度、高韧性、高弹性等。高分子化合物中的原子连接成很长的线状分子时，叫线型高分子(如聚乙烯的分子)。这种高分子在加热时可以熔融，在适当的溶剂中可以溶解。高分子化合物中的原子连接成线状但带有较长分支时，也可以在加热时熔融，在适当溶剂中溶解。如果高分子化合物中的原子连接成网状时，这种高分子由于一般都不是平面结构而是立体结构，所以也叫体型高分子。体型高分子加热时不能熔融，只能变软；不能在任何溶剂中溶解，只能在某些溶剂中溶胀。高分子化合物在自然界中大量存在，这种高分子叫天然高分子。在生物界中，构成生物体的蛋白质，纤维素；携带生物遗传信息的核酸；食物中的淀粉，衣服原料的棉、毛、丝、麻以及木材、橡胶等等，都是天然高分子。非生物界中，如长石、石英、金刚石等，都是无机高分子。天然高分子可以通过化学加工成天然高分子的衍生物，从而改变其加工性能和使用性能。例如，硝酸纤维素、硫化橡胶等。完全由人工方法合成的高分子，在高分子科学中占有重要的地位。这种高分子是由一种或几种小分子作原料，通过加聚反应或缩聚反应生成的，故也叫聚合物。用做原料的小分子称为单体，如由乙烯(单体)经加聚反应得聚乙烯(聚合物)；由乙二醇(单体)和对苯二甲酸(单体)经缩聚反应生成聚对苯二甲酸乙二酯(聚合物)。
　　高分子的结构可分为链状结构,网状结构和体状结构.
高分子的定义
　　（Macro Molecular Compound）：所谓高分子化合物，系指那些由众多原子或原子团主要以共价键结合而成的相对分子量在一万以上的化合物。

　　由千百个原子彼此以共价键结合形成相对分子质量特别大、具有重复结构单元的有机化合物。
　　是由一类相对分子质量很高的分子聚集而成的化合物，也称为高分子、大分子等。一般把相对分子质量高于10000的分子称为高分子。高分子通常由103～105个原子以共价键连接而成。由于高分子多是由小分子通过聚合反应而制得的，因此也常被称为聚合物或高聚物，用于聚合的小分子则被称为“单体”。
　　国内出版的绝大部分书籍，连同权威的中国大百科全书在内，对高分子的定义均不完整。1994，IUPAC（International Union of Pure and Applied Chemistry，国际纯粹化学与应用化学联合会）将大分子（macromolecule）与高分子（polymer molecule）认定为同义词（尽管尚有争议），并暂时定义高分子为“相对高分子质量的分子，其结构主要是由相对低分子质量的分子按实际上或概念上衍生的单元多重重复组成的。”至于分子量达到何种程度才算是高分子，IUPAC并无明确定义，传统观点是10,000-100,000之间。其定义原文为"A molecule of high relative molecular mass, the structure of which essentially comprises the multiple repetitions of units derived, actually or conceptually, from molecules of low relative molecular mass.“
高分子举例
　　纤维素、蛋白质、蚕丝、橡胶、淀粉等天然高分子化合物，以及以高聚物为基础的合成材料，如各种塑料，合成橡胶，合成纤维、涂料与粘接剂等。
　　有机高分子化合物可以分为天然有机高分子化合物（如淀粉、纤维素、蛋白质天然橡胶等）和合成有机高分子化合物（如聚乙烯、聚氯乙烯等等），它们的相对分子质量可以从几万直到几百万或更大，但他们的化学组成和结构比较简单，往往是由无数（n）结构小单元以重复的方式排列而成的。
　　高分子化合物（又称高聚物）的分子比低分子有机化合物的分子大得多。一般有机化合物的相对分子质量不超过1000，而高分子化合物的相对分子质量可高达104～106。由于高分子化合物的相对分子质量很大，所以在物理、化学和力学性能上与低分子化合物有很大差异。
　　高分子化合物的相对分子质量虽然很大，但组成并不复杂，它们的分子往往都是由特定的结构单元通过共价键多次重复连接而成。
　　同一种高分子化合物的分子链所含的链节数并不相同，所以高分子化合物实质上是由许多链节结构相同而聚合度不同的化合物所组成的混合物，其相对分子质量与聚合度都是平均值。
　　高分子化合物几乎无挥发性，常温下常以固态或液态存在。固态高聚物按其结构形态可分为晶态和非晶态。前者分子排列规整有序；而后者分子排列无规则。同一种高分子化合物可以兼具晶态和非晶态两种结构。大多数的合成树脂都是非晶态结构。
　　组成高分子链的原子之间是以共价键相结合的，高分子链一般具有支链型、体型和线形三种不同的形状。
生成与用途
　　当今世界上作为材料使用的大量高分子化合物，是以煤、石油、天然气等为起始原料制得低分子有机化合物，再经聚合反应而制成的。这些低分子化合物称为“单体”，由它们经聚合反应而生成的高分子化合物又称为高聚物。通常将聚合反应分为加成聚合和缩合聚合两类，简称加聚和缩聚。
　　由一种或多种单体相互加成，结合为高分子化合物的反应，叫做加聚反应。在该反应过程中没有产生其他副产物，生成的聚合物的化学组成与单体的基本相同。
　　缩聚反应是指由一种或多种单体互相缩合生成高聚物，同时析出其他低分子化合物（如水、氨、醇、卤化氢等）的反应。缩聚反应生成的高聚物的化学组成与单体的不同。
　　各种塑料、橡胶、纤维都是典型的高分子。

　　一个水分子含有两种不同的元素;氢和氧。一个水分子由两个氢原子和一个氧原子构成.
　　每个水分子的直径是4×10-10m
　　它的质量是2.99×10^-29kg
　　它的体积是π/6(4×10-10)m3=3 ×10^-29m3
　　尽管水的行为复杂又独特，它却是又小又简单的分子。它由两个氢原子分别和氧原子键合而成。水分子的三个原子形成104.5度角。每个氢原子和氧原子之间的键，叫共价键，通过分享一对电子形成。应当指出，一对电子的共享程度并不均衡。氧比氢更需要电子（这种特性称为负电性）。换言之，氢原子和氧原子键合时，在这个过程中共价电子主要在负电的氧原子周围运动。因此，共价键氧的一侧带负电(-)，氢的一侧带正电(＋)（高中物理课本就介绍过电子带负电）。
　　如果水是线性分子，这些电荷就无关紧要。这种分子应该对称。（为了检验水等由三个原子组成的分子的对称性，画一条横线与一条竖线穿过分子中部。如果分子对称，上下、左右看上去都应该一样。）正电荷均匀地分布在负电荷周围，作用相互抵消。只有一个电荷中心；分子为无极分子。
　　但是水分子为非线性，呈角分布，因而差异很大。
　　因为呈角分布，因而分子不对称。在负电荷周围，正电荷不均匀分布。作用不能相互抵消，两者都有自己的电荷中心。分子有正负极。这是有极分子，化学家称为偶极子。事实上，水是一种特殊的有极分子，其有极属性比几乎其他所有分子都明显。
　　因而水分子呈非线性，且呈角分布。这方面哪怕稍有差池，生命就不会存在。
　　因为偶极子有正极与负极，活像小磁铁。分子的正极吸引邻近分子的负极，从而分子黏在一起。蜂蜜黏性大，就是这个原因。水分子因其有明显的偶极子属件而由稳固的氢键结合在一起。它们趋于牢牢地粘在一起。牢固到什么程度？用一个医药用的滴管，将水滴小心地滴到硬币上。在水尚未从硬币边沿溢下来之前，数一下硬币上的水滴数。
　　为了用别的方法演示水分子的黏性，在两个玻璃杯或茶杯中分别装上油和水，尽量将它们放平（和平面平行），分别在两种液体上轻轻地放一个用密度比水和油大得多的钢制成的小纸夹。纸夹本应沉入液体中，但事实是它漂浮在水面上，而不是在油上浮着。
　　其实，纸夹浮在水面上并非因为有浮力，或两者存在密度差异，而是因为水有黏性，水面上的分子粘在一起构成透不过去的覆盖层，叫表面张力。将纸夹往水面下压，纸夹就会沉下去。
　　黏在一起的分子形成固体和液体。为了使分子不黏在一起而相互分开，并变成气体，必须向水中增加大量的能量，通常都通过加热。就是说，水的沸点高，往往呈液态。必须将水温提高到212°F（100℃），分子才能有足够能量克服氢键的强作用力而分开。温度在32°F（0℃）和212°F之间时，水为液体。世界上几乎所有地区的水全年多半为液体。
　　但是如果水不呈角分布，无极性，而不是有极性，就不会很黏，水的沸点将特别低。如果水无极性，估计在-85°F（-65℃）就会沸腾，那么在地球的所有温度下水都应该是气体。
　　实际上水是液体，水分子呈角分布且有极性，而不是呈线性分布且无极性，因此水成为生命的源泉。
生命之源
　　地球上的生命经过了复杂的分子形成过程，这个过程叫化学演变。这一过程涉及许多不同混合物的混合和反应。这时，液态水是任何物质无法与之相比的最好物质，它能溶解物质，提供相互碰撞和反应的介质。水被称为万能溶剂，尤其适合溶解生命世界中的许多物质。如果没有液态水，生命肯定进化不了。生命在进入陆地之前在海洋中产生并生存了数亿年，也充分地证明水的重要性。
　　生命茁壮成长的地球，有水行星之称。液态水覆盖地球表面的三分之一，重量约15×1017吨（共有28×1024滴）。
　　其他行星就没有那么幸运了。火星上极其干燥，没有生命，尽管火星表面受侵蚀的沟渠表明水曾经在火星表面流动，也说明火星上可能有过生命。月球极其干燥，并因为其他原因而没有生命存在。水星也是如此。金星也因为温度很高，不可能有液态水，也不存在生命。在金星上，铅也会熔化。这是一颗名副其实的气态巨星。冥王星则是个大冰球，不可能有生命存在。
　　液态水对生命的起源与维持都至关重要（只需喝一杯水，即可得到证实）。
　　有人一直有些似真非真地将生物说成“一袋酶”。这说明生物的机体极其复杂，井然有序。一次必须完成上千种不同的化学反应。酶协调并加速这些反应。要是没有酶，很多反应会十分缓慢。水这种介质特别适合酶的工作，任何其他一种液体都不能像水那样充分溶解许多物质，并促使它们反应。事实上任何其他液体都没有类似的功能。水在生命体大量存在也许就是这个原因。在所有细胞中，水占70％～85％。在人体体重中，水占60％；在人体的大脑中，水占70％。在人体的骨头中，水的重量占20％。人的体重正常为150磅（68公斤），其中水占40夸脱（38升）。
　　水很容易流动，这一点显然有别于油和奶油冻等黏稠液体。水容易流动，而且溶解力很强，因而它是一种很好的运输和循环流体。在血液中，水占93％，可溶解营养素、激素和代谢产物，在人体细胞中循环。
　　水蒸发时还带走相当一部分热。人发烧与出汗时，皮肤将汗水蒸发，带走热量，使人体降温，水是人体的冷却剂。
　　水还有比热高的特点，能很好地稳定温度，升温与降温都不很容易，因而人的体温能稳定在98.6°F（37℃）。水的温度稳定效应在生物界以外也有重要应用。
水与气候　
　　陆地的比热较低，升温和降温都比水快得多。因此内陆地区四季的温差比沿海地区大。例如，冰岛首都雷克雅未克和西伯利亚维尔霍扬斯克的海拔和纬度相同，日常的阳光日吸收量与强度相同，因此它们的气候，特别是温度，理应相似。然而，事实并非如此。雷克雅未克位于冰岛南海岸，临近大西洋，年温差只有20°F（11℃）。维尔霍扬斯克在亚洲大陆内陆，年温差为120°F（67℃）。水的温度调节效应在美国也很明显，奥马哈和内布拉斯加等内陆城市的年温差比加州洛杉矶等海岸城市大。
水的异常现象
　　多数物质受热时密度减小（将物质的紧密度或将分子挤压在一起的程度看作密度最为方便），以一块铜币为例。铜币受热时，铜原子运动加快且扩散。铜币所占空间略有增加，密度减小。继续加热直到最后熔解。液态铜的密度肯定比固态小。液体铜受热，其分子继续扩散，密度越来越小。几乎所有的纯物质都按照这一规律，但水例外。
　　水在50°F（10℃）时为液体，我们将水冷却，而不将其加热。据推测，水冷却时，分子运动减慢，相互靠近，水的密度增加。但在39°F（4℃）时出现了反常现象，将水进一步冷却时，水分子开始扩散。32°F（0℃）时，水凝固，水分子进一步扩散，体积增加近10％（在温度低于“凝固点”的地区，必须往汽车水箱中加入防冻液，就是这个原因。一旦水凝固，会将汽车的发动机组胀破）。也就是说，39°F水的密度比32°F时水的密度大。任何温度下，液体水的密度都比冰的密度大。冰块在水面上漂浮，就是这个原因。这一反常现象，归因于冰中的水分子形成一种相当开放的晶体结构。溶解时，这种开放结构崩溃，分子进一步聚拢，加大了物质的密度。这种开放结构只有在水温达到39°F时才完全崩溃。
　　水的反常现象对我们周围的世界产生有趣的影响。例如，季节变化时，湖泊和深的池塘发生的变化。冬天来临，气温下降，湖面的水受冷，密度加大而下沉，下面的温度稍高的水上升又被冷却。温度在39°F以上时，水受冷会下沉。由39°F降到32°F时，水的密度减小，停留在表面，最后凝固成冰。水体自上而下凝固。而几乎所有其他液体是自下而上凝固。
　　湖泊或池塘中的水，自上而下凝固，即使在气温低于32°F时仍能保持液态。水面的冰起了热障的作用，将下面的液体同上面寒冷的空气隔开。除了浅池塘外，水体底部通常保持液态。因此，海洋生物能在严冬中生存下来。
水的物理性质
　　水的物理性质是指水的热学、力学、电学、光学、声学等特性，让我们从以下几项指标，来了解水异常惊人的物理特性。
　　1、密度
　　大家知道，一切物质受热时都增大自己的体积，即热胀冷缩，同时减小密度。水也具有这种性质，但是在 0℃和 4℃之间例外，此时随着温度的升高，水的体积并不是增加，而是缩小。4℃时水的密度最大。因此，水的体积和温度之间的关系不是直线关系，而是曲线关系，这和大多数物质不一样。
　　将冰逐渐加热融化成0℃的水，这时结晶中的空隙由于水的侵入而被填充，使 0℃水的密度比冰的密度急速增大。但比较起来，此时水的分子空隙并不是完全填满的，其密度应为0.99987g/cm3。可在 4℃时，水的空隙被依次填满了，此时的密度最大，为1．000g/cm3。而大于4℃的水则发生热膨胀，分子运动逐渐变得活跃起来，其密度又逐渐变小了。尽管水有上述异常，但它仍然是密度的标准，4℃时，1cm3的水的质量为1g。
　　2、冰点和沸点
　　标准大气压下，水的冰点为0℃，沸点为100℃。不难看出，这又是以水的物理特征为标准，进行温度的测定。
　　如果以氢和化学元素周期表中VIa族的一些化合物，如H2Te、 H2Se、 H2S、 H20相比较，计算一下它们的相对分子量，结果发现水的冰点和沸点不在其他3个化合物的普遍规律性之中，其他3个化合物的相对分子量越大，沸点和冰点就越高。假如水也符合此规律，那么水的冰点似乎应为一90℃-－120℃，沸点大约为一75℃-－100℃，而实际上则分别为全0℃和100℃，相差甚远。
　　水的沸点随压力的增加而升高，很久以前，水的这一性质被用在山地高程的确定上。沸腾时的温度也随水中溶解物质含量的增加而升高。
　　压力和水的冰点之间存在着另一种奇异的关系：在 2200 个大气压以下，随着压力的增加冰点降低；越过 2200 个大气压以后，水的冰点随压力增加而升高。3530 个大气压力下，水于 -17℃结冰；6380 个大气压下为 0℃；16500 个大气压力下为 60℃，而20670 个大气压力下，水在76℃时才结冰。如果后两种情况存在，那么我们便可以得到热冰。但事实是在地球岩石圈和上地幔并不存在着这样温度和压力的组合。
　　3、汽化热
　　为了保证液体能在恒温下蒸发，必须向它提供足够的热量以补偿由于高能分子的逃逸所造成的损失，这份热量称为汽化热。汽化热不是水所特有的，任何液体蒸发时都需要吸收这份热量，只是水的汽化热特别高，才是它的突出之处。
　　水具有超乎寻常的汽化热，在日常生活和生产上得到了应用。比如，大的食堂利用锅炉蒸汽来蒸饭；手扶拖拉机则利用它来散热。汽化热在恒温下是一个常数。温度变了，汽化热将随之发生变化。
　　液态水变成气态的水蒸气，水分子本身的大小依然如故，保持不变，但是，分子间的距离却大大增加了，体积发生了惊人的变化。如1摩尔水，在1个大气压下，100℃时，体积约为18.8mL；当变成水汽后，在同样条件下，体积增大到301000mL。也就是说，体积增大了16000倍。我们可以想象，利用蒸汽做功时，发挥的力量该是多大啊！
　　4、熔化热（融解热）
　　水的熔化潜热很高，在0℃和一个标准大气压下，大约为333.69J/g。这是指水凝结成冰时放出的热量，或冰熔化成水时需要吸收的热量。
　　水的熔化潜热与一般物质相比，除了其值较高（例如，纯铁的熔化"潜"热为 25J/g，硫的是39.8SJ/g，铅的是 23J/g）外，还有一个异常的特点：冰在一个大气压力下的温度，可以为 -1~-7℃之间，看来好像是冰的温度越低，需要熔化它的热就越多，这个结论似乎是理所当然的，我们普通读者--作为热物理学的门外汉--对这个问题大概不会有太多的异议。然而，事实却并非如此，－70℃时，熔化潜热并不是333.69J/g，而是301.45J/g！这真是一个不容争辩，而且相当难以置信、出乎意料的异常特性。冰的温度每降低1度，其熔化热大约减少2J，因为冰的单位热容量比水小。
　　5、热容量
　　把1克物质的温度升高l℃时所需要的热量称作比热容，在数量上等于此物质的热容量。在 15℃时，水的热容量为41868J/（g·0℃）也就是说，1g水，若要使其温度上升I℃，需要41868J的热量。这又是以水的物理特征作为标准的一个例子。
　　水的热容量比大多数物质的热容量都大（只有氧、铝等的热容量比水大）。例如，土和砂之类的物质，热容量为0．84J/（g·℃），铁和铜等金属仅为 0．42J/（g·℃），酒精和甘油为 1．26J/（g·℃），铂为 0．12J/（g·℃），木料为0．6J/（g·℃）。这种水与土之间热容量的巨大的差异，反映在气候学上，就是海洋性气候比大陆性气候升温慢，降温亦慢，变幅较小的现象。
　　除汞和液态水外，一切物质的单位热容量都随温度的升高而增加。在0～35℃，水的单位热容量随温度升高而降低，在35℃以后，水的热容量则随温度的升高而增加。水的热容量和水的密度一样，与温度的关系不是直线，而是曲线关系。例如，25℃和 50℃时水的单位热容量一样，都是4．17843J/（g·℃）。
　　6、表面张力和附着力
　　表面张力是水以及固体的边界分子联结、"集合"、缩小体积（内聚力）的一种能力。水的表面分子凝聚形成张力膜，若要破坏张力膜需要相当大的力，也就是说，水的表面张力比较大。比水重8倍多的东西，比如保险刀片和针等能够平放在水面上而不会沉入水下。 18℃时水的表面张力是 72X10－5J/cm2，应该说这个数值是很高的，因为，酒精的表面张力为22 X 10-5J/cm2，丙酮为24 X 10-5J/cm2，汽油为29 X10－5J/cm2。事实上，水的表面张力在所有液体中仅次于水银（其表面张力约为 500X10－5J/cm2）而名列第二。水所具有的较强的表面张力控制着土壤和植物中的水分存在状况，影响着地球表层的自然地理现象。
　　水还有一个奇怪的性质，就是在细玻璃管（毛细管）中可以观察到"粘着性"（附着性）。毛细管中的水向上升，与引力（重力）相反。在与空气接触的边界层里，水分子的凝聚力，同水使管壁湿润对管壁"粘着"力相配合，结果，毛细管中便形成高于自然水面的凹形面。具有更大表面张力的汞没有粘着力，所以汞在毛细管中不是凹形面，而是凸形面。必须注意，水对油质管壁不粘着，比如水在内壁涂以石蜡的毛细管中的液面，如同汞一样是凸形，而不是凹形。
　　毛细常数的概念是指液体的上升高度与毛细管半径的乘积。纯水的毛细常数随温度的升高而呈线性减小，而在达到极限时等于零。15℃时水的极限毛细上升高度，粗砂为0.2m，细砂为1.2m，而纯粘土则为12m。上升持续的时间是：粗毛管为5～10天，细毛管16个月，这在土壤物理学上有着重大的实际意义。
　　7、动力粘滞性（内摩擦力）
　　水的这个性质在通过孔隙介质（比如沙）的渗透过程中有很大意义。矿化水，尤其是盐水，在相同温度下透过孔隙介质时，其粘滞性大大提高。0℃条件下，纯水的动力粘滞系数为1．789 X 102Pa·s，而100℃时只是0．282X102Pa·s，少了约5/6。为比较起见，我们以汞的粘滞系数为例，0℃时等于 1．69X102Pa· s，100℃时为 l．22X102Pa· s，仅仅减少了 7％。水蒸气的粘滞系数，15℃时只有 0 98Pa· s，即比同温度下水的粘滞系数小得多，差了180倍。
　　水的粘滞性高和表面张力大，合起来的作用使农田水分流失较慢，无需经常灌溉；反之，如果水分流失较快，就需要经常灌溉。
　　8、水的介电常数
　　电容器的电容C，由于电极板之间存在的物质种类不同而有很大的变化。这种变化的程度，可用下式定义的介电常数。来表示，其数值为该物质及其状态所固有：C=εC0 式中，和εC0分别为在电极板间有物质存在时和真空时电容器的电容。的值，在空气中是1．0006，在云母中为604，在CS2中为2.6左右，水的值特别大，一定条件下为80左右。水的介电常数高是由于分子极性强造成的，这个性质使水成为一种优良溶剂。
　　9、水的颜色
　　谁都知道：水是无色、无味、无臭的液体。 可是，著名诗人白居易在描绘江南水乡美好春色时却说：“日出江花红胜火，春来江水绿如蓝。”是诗人的艺术夸张和丰富想象吗？碧波荡漾的海洋为什么又是蔚蓝色的呢？
　　原来这是由太阳光所引起的，当太阳光照射在浅薄的水层时，光线几乎毫无阻挡地全部透过，因此，水看上去是无色透明的。而当太阳光照射在深水层时，情况发生了变化。不同波长的光的特征就表露出来，产生不同效果。波长长的光线穿透力强，容易被水吸收；波长短的光穿透力弱，易发生散射和反射。红、橙和黄色一类波长较长的光，进入水体，在不同的深度被相继吸收，并利用它们自己储蓄的能量将海水加热；蓝光、紫光波长较短，经散射和反射后映入我们的眼帘，因此，浩渺海水便显得蔚蓝一片。
　　如果水体中含有大量粗而带色的悬浮物，或有为数众多的浮游生物繁殖，水也会出现某种特殊的颜色。例如，红海中生长了大量的蓝绿藻，其体内藻红素将红海变成名副其实的红色海洋；黄海则由于黄河带来大量黄色泥沙而呈黄色；黑海的命名应该归功于其深水中含有的硫化氢；而白海则完全是由于周围环境的皑皑冰雪所致，也难怪古人云“近朱者赤，近墨者黑”。
　　10、水的其他物理性质
　　水除了具有上述较为奇异的物理性质外，还有一些其他异常的物理特性，例如，水的导热性较其他液体小，在20℃时水的热导率为 0.00599 J/（s· cm·℃），冰的热导率为 0.0226 J/（s·cm·℃），雪的热导率与雪的密度有关，当密度为 0．1kg/L时，其热导率为 0.00029 J/（s·cm·℃）。水的压缩率很小，体积压缩系数为 4.74X10-10m2/N，一般认为不可压缩。光在水中的传播速度为空气中的75％。水的折射率为1．33，所以在以空气为界面的情况下，光在水中可以产生全反射。纯水几乎是不导电的，天然水有微弱的导电性，含有离子杂质(盐类)的水则是良好的导体。

水合离子
　　水溶液中的离子和一定数目水分子结合成的离子。如氯化氢是极性分子，溶于水生成水合氢离子：
　　HCl+H2O=H3O++Cl-
　　过渡金属离子与水形成金属水合离子，如具有空轨道的铜离子与具有孤对电子的水分子，以配位键形成四水合铜离子。又如硫酸根离子与水的配合物为阴离子的水合离子。水溶液中的离子大都以水合离子形式存在
水合分子
　　有些物质溶于水，它的分子（或原子）跟水分子结合生成水合分子，例如C2H5OH·H2O，NH3·H2O等等。因为各种物质本身的结构不同，它们跟水结合的方式也不一样，有些物质的分子跟水分子之间形成了氢键，生成水合分子，例如上面提到的C2H5OH·H2O和NH3·H2O等便是；也有些物质如稀有气体的原子和较小的气体分子如Cl2，SO2等溶解于水时，能跟水结合生成一种叫做笼合物的物质，这也是一种水合作用，也可以把它们看成是一种水合分子。