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出典(authority):フリー百科事典『ウィキペディア（Wikipedia）』「2019/12/05 02:01:22」(JST)

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この項目では、化学、物理学における分子について説明しています。算数、数学における分子については「分数」をご覧ください。

分子（ぶんし）とは、2つ以上の原子から構成される電荷的に中性な物質を指す^[1]。厳密には、分子は少なくとも1つ以上の振動エネルギー準位を持つほどに充分に深いエネルギーポテンシャル表面のくぼみを共有する原子の集まりを指す^[1]。ほとんどの原子は、同種あるいは異なる原子と化学結合により結びついて分子を形成する。

希ガスのように、単原子で安定な化学種を単原子分子と呼ぶことがある。ただし、宇宙空間などの真空に近い環境では、他の元素も単原子で安定している。2個の原子から成る分子は二原子分子、3個以上の原子から成る分子は多原子分子と呼ばれる。英語のmoleculeという語は、ラテン語の「量」あるいは「塊」を意味するmolesと縮小辞のculaに由来する^[2]。

化学結合に結び付けられた分子内の原子は内部エネルギーにより振動しているので、分子の構造は必ずしも静的ではない。分子内の化学結合の乖離や新しい結合の生成し構成する原子の組み換えが起こると分子の種類、すなわち物質の変化として認識される（化学反応に詳しい）。分子から電子が付加あるいは脱離したイオンは分子イオンと呼ばれる。

原子と分子

ドルトンの原子説 (J.Dalton,A New System of Chemical Philosophy,1808)。
1.水素、4.酸素、21.水
ドルトンは水素と酸素が1対1で反応し水が生成すると考えている。

ジョン・ドルトンが1803年に原子説、1804年に倍数比例の法則により原子の存在を提唱した。しかしその概念は現代の電子と原子核から構成される粒子のような構造的な概念ではなく、化学反応が一定の単位質量を基にして反応が進行するという量的概念であった（化学量論に詳しい）。

一方、1808-1809年にジョセフ・ルイ・ゲイ＝リュサックは気体反応の法則を提唱したが、この法則は同じ温度・圧力条件下の気体には同一体積中に同数の物質粒子が存在することを暗に想定しており、それが倍数比例の法則に従うのであるからその粒子は一定の単位質量を持つことが想定される。ドルトン自身は化合物に含まれる原子の数は基本的に1つずつであると考えており、2容量の水素と1容量の酸素とから2容量の水蒸気が生じるという事実は彼の想定する単位原子と矛盾を生ずるため、この法則を認めなかった（気体反応の法則に詳しい）。

1811年にアメデオ・アヴォガドロは複数個の原子から構成される分子の概念を気体反応の法則に導入した。すなわち、分子を元にしたアボガドロの法則を提唱してこの矛盾を解消した。発表当時はこの説は重要視されなかったが、1858年にスタニズラオ・カニッツァーロがアボガドロの法則を再評価し、アヴォガドロの分子論は確固たるものとなった^[3]（アボガドロの法則に詳しい）。

分子の物理学的挙動について、実験的にその実在性を確立したのはアルベルト・アインシュタイン（1905年）およびジャン・ペラン（1909年）によるブラウン運動の研究である。今日では分光学的測定や質量分析測定あるいは原子間力顕微鏡により分子を直接観測することが可能になっている。

分子の形態

分子にはおおよそ数百程度の分子量を持つものが多いが、サイズにすると10⁻⁹ m（ナノメートル）、10⁻²⁰ gに相当する。この大きさでは可視光の波長以下の為、顕微鏡など光学的な像として個々の分子を観察することはできない。したがって通常目にする物質は結晶やクラスターなど集団としての分子を目にしていることになる。言い換えると分子の姿は測定器を介して観測するしかなく、分子の実像は目で見た物質の形態による想定とは必ずしも一致しない。

分子の構成単位は物質の種類により一定であるが、集合体としての分子の形態は同一物質であっても物質の物理的状態（三態）の変化によってもその形態は異なる。具体的には、共有結合性物質と、イオン性物質や物性としての金属では集団としての分子の意味合いは多少異なる。

共有結合性物質においては、気体、液体、固体のいずれの状態においても共有結合により組織付けられた分子が単位となっている。分子のポテンシャル表面を介して内側では斥力が、外側では引力が働く為、分子の単位で熱力学的な粒子として振舞っている。

一方、イオン性物質や金属は結晶やクラスターを単位としてみれば、電荷や表面ポテンシャルの面では巨大分子と考えられるが、（巨大）分子を構成する原子数が一定ではない^[4]という点で、共有結合性物質とでは集合体としての分子の意味合いが異なる。

例えば共有結合性単体であっても分子の形態はさまざまである。たとえば炭素はグラファイト、ダイヤモンド、カーボンナノチューブは原子数不定の巨大分子を形成する一方、フラーレン分子の原子数は一定である。窒素、フッ素は二原子分子で安定であるが、酸素は二原子あるいは三原子で安定な分子を形成する。硫黄は八原子分子が安定であり巨大分子（ゴム状硫黄）も形成する。このように分子の構成は成分の原子の性質によりさまざまに変化する。

炭素分子
二酸素分子(O₂)
オゾン(O₃)

最外殻電子に欠員を持つ原子は、他の原子と化学結合を形成すると安定になる。そのため通常の条件下で単原子分子として存在する元素は、第18族元素に限られる。しかし宇宙空間など高度に希釈された条件下では、他の元素の単原子分子も存在しうる。

また、気体状態の酢酸分子の二量体を形成するなど物理化学的粒子と分子としての単位と合致しない状態もとり得る。

分子の単位質量は分子量であるが、分子量の大小により低分子あるいは高分子と区分されることがある。両者の境界はあいまいであるが、およそ分子量で10³から10⁴を境にしてそれ以下の分子を低分子、それ以上の分子を高分子と呼ぶ。高分子の代表としてはゴム、プラスチック、タンパク質、DNAなどがある。

分子構造

パリトキシン（C₁₂₉H₂₂₃N₃O₅₄）の構造式

パリトキシンの分子モデル（CPKモデル）

原子間に働く静電相互作用（クーロン力）により、原子は分子として集合している。力の作用がその力の種類により方向性や距離による力の強度変化が異なるため、分子はその構成する原子の種類や配置により秩序だった構造を取る。分子の内部あるいは分子間で相互の原子に作用することを化学結合と呼ぶ。

言い換えるならば、同じクーロン力を元にしていても、化学結合の種類と作用距離に応じて分子は構造的な特徴を現わすとともに、原子・分子・結晶といったような構造的な階層を形成する。

すなわち分子の内部構造が分子間の相互作用に変化を及ぼすために、物質の性質はそれを構成する原子の構成比率だけでは決定づけられず、分子構造が物性の発現に強くかかわっている。例えば無機化合物の一種に見られる高温超伝導は、特定の精密な分子構造が要因となり発現する。

無機化合物も精密で複雑な分子構造を持つが、有機化合物においては更に多様な分子構造とそれに応じた機能を持つ。今日では有機化合物の分子構造とその構造に特有な機能により生命現象が成り立っていることが明らかとなり、生命の本質と化学構造について分子生物学の分野で研究が進められている。

分子の表示方法である化学式も分子構造をどの程度まで意識するかで使い分けられる。最も単純に原子の組成のみを示した組成式は化学構造の違いを区別する必要のない場合に利用される。構造が単純で異性体など構造的な紛らわしさがない場合はトポロジカルな、つまり実際の配置を抽象化し原子の連結関係を示した示性式で表現される。更に複雑な構造においては構造式が利用される。

構造式は分子構造を抽象的に表現するが、分子動力学など原子の配置の向きや距離を厳密に識別する場合においては分子モデルが分子構造の表現方法として採用される。

比喩表現

不満分子 - 社会体制や集団の規律に不満をもち、反抗する人物のことを指す^[5]。

脚注

^ ^a ^b IUPAC. Compendium of Chemical Terminology, 2nd ed. (the "Gold Book"). Compiled by A. D. McNaught and A. Wilkinson. Blackwell Scientific Publications, Oxford (1997). XML on-line corrected version: http://goldbook.iupac.org (2006-) created by M. Nic, J. Jirat, B. Kosata; updates compiled by A. Jenkins. ISBN 0-9678550-9-8. doi:10.1351/goldbook.M04002.
^ 『世界大百科事典』（参考文献）
^ カニッツァーロの再評価を発表した1860年のカールスルーエ国際会議以前は原子あるいは分子のモデルやその原子量、分子量の定義は研究者によってさまざまに提唱され、統一されていなかった。記事アボガドロの法則に詳しい。
^ もちろん原子の構成比は物質により一定である。
^ “不満分子(フマンブンシ)とは”. コトバンク. 2018年9月29日閲覧。

出典

井口洋夫「分子」『世界大百科事典』CD-ROM版、平凡社、1998年。
長倉三郎ほか（編）「分子」『岩波理化学辞典』第5版 CD-ROM版、岩波書店、1998年。

UpToDate Contents

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1. Venous thromboembolism: Initiation of anticoagulation (first 10 days)
2. Heparin and LMW heparin: Dosing and adverse effects
3. 外科患者における静脈血栓塞栓症の予防 prevention of venous thromboembolic disease in surgical patients
4. 静脈血栓塞栓症に対する低分子ヘパリン low molecular weight heparin for venous thromboembolic disease
5. 静脈血栓塞栓症の患者における理論的根拠と無期限の抗凝固の適応 rationale and indications for indefinite anticoagulation in patients with venous thromboembolism

Japanese Journal

RNAサイレンシングの仕組み (特集 ncRNAの医科学と医療(2)機能性ncRNA)

坪山幸太郎,泊幸秀
医学のあゆみ 269(4), 260-266, 2019-04-27
NAID 40021873718

小学校6 年生理科「だ液のはたらき」においてヨウ素デンプン反応を用いず手応えと状態変化の観察のみによるデンプン消化実験の提案と評価

西野秀昭
福岡教育大学紀要. 第六分冊, 教育実践研究編 (68), 1-6, 2019-03-10
… 小学校６年生理科「だ液のはたらき」で，デンプンの消化の指標として用いられるヨウ素デンプン反応は，だ液中の熱安定性の，主に低分子物質によって阻害されることが知られている。 …
NAID 120006591908

低分子化フコイダン(LMF)を中心とした統合医療3日断食、糖質制限食、星状神経節ブロック(SGB)での、肺癌、乳癌大腸癌2症例、良性腫瘍症例改善報告

西本真司
Journal of International Society of Life Information Science 37(1), 45-48, 2019-03
NAID 40021889021

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Japan Pharmaceutical Reference

薬効分類名

血液凝固阻止剤

販売名

ダルテパリンNa静注2500単位/10mLシリンジ「ニプロ」

組成

容量

10mL

有効成分（１シリンジ中）

ダルテパリンナトリウム　2,500低分子ヘパリン国際単位（抗第Xa因子活性）

添加物（１シリンジ中）

クエン酸ナトリウム水和物、等張化剤、pH調整剤

禁忌

妊婦又は妊娠している可能性のある婦人（「妊婦、産婦、授乳婦等への投与」の項参照）

効能または効果

血液体外循環時の灌流血液の凝固防止（血液透析）
汎発性血管内血液凝固症（DIC）

血液体外循環時の灌流血液の凝固防止（血液透析）

本剤を直接又は生理食塩液により希釈して投与する。

出血性病変又は出血傾向を有しない患者の場合

通常、成人には体外循環開始時、ダルテパリンナトリウムとして15〜20国際単位/kgを回路内に単回投与し、体外循環開始後は毎時7.5〜10国際単位/kgを抗凝固薬注入ラインより持続注入する。

出血性病変又は出血傾向を有する患者の場合

通常、成人には体外循環開始時、ダルテパリンナトリウムとして10〜15国際単位/kgを回路内に単回投与し、体外循環開始後は毎時7.5国際単位/kgを抗凝固薬注入ラインより持続注入する。

汎発性血管内血液凝固症（DIC）

通常、成人にはダルテパリンナトリウムとして１日量75国際単位/kgを24時間かけて静脈内に持続投与する。
なお、症状に応じ適宜増減する。

重大な副作用

ショック、アナフィラキシー様症状（頻度不明）

ショックが起こることがある。呼吸困難、浮腫等のアナフィラキシー様症状を伴うことがあるので、観察を十分に行い、異常が認められた場合には投与を中止し、血圧の維持、体液の補充管理、気道の確保等の適切な処置を行うこと。

出血（頻度不明）

頭蓋内出血、消化管出血、後腹膜出血等の重篤な出血があらわれることがあるので、観察を十分に行い、出血又は出血の悪化等異常が認められた場合には投与を中止するなど適切な処置を行うこと。血液凝固能が著しく低下し、抗凝血作用を急速に中和する場合は、プロタミンを投与すること。

血小板減少（頻度不明）

血小板減少があらわれることがあるので血小板数を測定し、著明な減少が認められた場合には投与を中止すること。

血栓症（頻度不明）

著明な血小板減少とそれに伴う血栓症の発現が報告されている。ヘパリン起因性血小板減少症（HIT）の場合は、著明な血小板減少と脳梗塞、肺塞栓症、深部静脈血栓症等の血栓症やシャント閉塞、回路内閉塞を伴う。本剤投与後は血小板数を測定し、著明な減少や血栓症を疑わせる異常が認められた場合には投与を中止し、適切な処置を行うこと。

有効成分に関する理化学的知見

一般名

ダルテパリンナトリウム（Dalteparin Sodium）

分子量

平均分子量4,400〜5,600

性状

・白色〜帯灰褐色の粉末又は塊である。
・水に溶けやすく、エタノール（99.5）にほとんど溶けない。
・吸湿性である。

本質

健康なブタの小腸粘膜由来のヘパリンを亜硝酸分解して得た解重合ヘパリンのナトリウム塩である。

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