AP 生物學/分子的本質

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關鍵詞

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

亞原子粒子

亞原子粒子是構成原子的粒子：質子、中子和電子。質子和中子聚集在稱為原子核的緻密核心，而電子則在原子核周圍的殼層中執行。原子核中質子的數量決定了原子的名稱：一個質子是氫，兩個是氦，等等。參見元素週期表以獲取所有原子的完整列表。

分子

分子是原子透過化學鍵結合在一起形成的物質的構建塊。例如，水是H2O。單個H2O分子將包含 2 個氫原子和一個氧原子。

分子透過三種不同的鍵結合在一起：離子鍵、極性共價鍵和非極性共價鍵。離子鍵是金屬和非金屬之間的鍵。通常，金屬從非金屬中獲取電子，形成非常強的鍵。極性共價鍵是兩種非金屬之間的鍵。當價電子（外殼中的電子）在兩個原子之間共享時，就會形成共價鍵。每個原子都希望擁有八個價電子，透過共享電子並形成鍵來實現這一點。極性共價鍵是指電子不均勻共享，因為其中一個原子具有更高的電負性（對電子的吸引力）。非極性共價鍵是指電子均勻共享。

(需要關於極性和非極性分子的資訊，以及關於異構體、對映異構體等的資訊)

化合物

離子鍵共價鍵（極性/非極性）鍵異構體聚合物

反應

任何化學物質改變性質或身份（即轉化為其他物質）的過程稱為反應。參與反應的物質稱為反應物；反應物反應後形成的物質稱為產物。例如，考慮水的產生 (H₂O)

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

反應表明，每兩個氫 (H₂) 和一個氧 (O₂) 反應，就會生成兩個水的產物。

反應中的能量

然而，問題是，並非所有反應（包括此反應）都會發生，除非新增能量來推動反應。發生這種反應所需的能量稱為活化能或閾值能量。在上面的水反應中，我們將不得不燃燒（燃燒）兩種氣體（混合在一起）以產生水，最終結果。在這種情況下，燃燒提供了推動反應所需的活化能。

反應也可以根據其與所涉及能量的關係進行分類和歸類。吸能反應在過程中吸收能量；放能反應在過程中釋放能量。吸能反應的一般形式為

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

放能反應的一般形式為

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

酶

一些反應可以催化 - 加速 - 來克服活化能設定的“障礙”。為此，引入了催化劑 - 一種降低反應活化能但不會化學影響反應物或產物的物質。在生物學中，催化通常由稱為酶的特殊蛋白質執行。酶包含一個稱為活性位點的區域；當反應物（也稱為底物）與活性位點相互作用時，它們會與位點結合（這稱為酶-底物複合物），並經歷需要更少能量的替代反應。然後，酶釋放底物，底物已經結合形成產物。

水

水的奇妙性質。

內聚力 內聚力是指類似分子之間的分子間吸引力，對於描述為什麼某些液體（如水）具有表面張力（在空氣和水之間形成類似皮膚的屏障）等特殊性質很有用。

附著力 附著力是指液體分子對其他表面的吸引力，這與內聚力相反，內聚力是指分子間吸引力。

毛細作用 當附著力大於內聚力時，液體實際上可以逆著重力流動，這在描述植物組織中的木質部和血管時尤其有用。附著力大於內聚力的原因是液體流動的路徑非常狹窄，這會導致內聚力（分子間鍵）與附著力成比例地減小，附著力是對液體導管的吸引力。

熱容也稱為熱容量，是指物質儲存熱量的能力，通常用生成某個物體 1 開爾文升溫所需的熱能（焦耳）來衡量。

酸/鹼

酸是指相對於OH- 離子濃度而言，具有較高 $H+$ 離子濃度的物質（例如：醋酸 - $CH_{3}COOH$ ）。相反，鹼是指相對於 $H+$ 離子濃度而言，具有較高 $OH^{-}$ 離子濃度的物質（例如：氫氧化鈉）。酸和鹼的強度取決於它們在水中解離的程度。中性 pH 水的 H+ 濃度為 $10^{-7}$ 。新增酸實際上會增加氫離子濃度，即使 pH 值會變為 $<10^{7}$ 。這可以透過以下事實來解釋：指數越小，值越大。因此，如果物質的 pH 值變化 1，那麼它會變得酸性或鹼性 10 倍。酸和鹼有三種定義（將在下面的部分中解釋）。

酸鹼 / pH

pH 代表“氫離子濃度指數”。

可以使用石蕊試紙（透過氧化還原反應改變顏色）或金屬探針（物質會使電子向探針移動或遠離探針）來測量 pH 值。

大多數複合 pH 電極使用的常見銀-氯化銀參比電極具有飽和氯化銀的氯化鉀鹽橋。