世界上最大的分子有多大？由多少个原子组成？

以目前的发现来看，宇宙中发现的最大的分子当属：富勒烯。

图 拥有60个碳原子的富勒烯，即C60

图 C60的晶体形态

图 C60的网格结构

上个世纪八十年代，Harold Walter Kroto博士和Richard Errett Smalley博士首次制备出了世界上第一种富勒烯，即碳60分子，并于1996年获得诺贝尔奖；由于富勒烯分子结构非常像著名建筑学家巴克明斯特·富勒的作品，因此Harold Walter Kroto博士和Richard Errett Smalley博士将其制备的碳60分子命名为富勒烯，以表尊敬。

图 著名建筑学家巴克明斯特·富勒的作品 富勒烯的命名来源

富勒烯（英文名字为：Fullerene），作为当今世界所发现的最大的分子，其由碳完全组成，并呈现内部中空的结构；这种独特的构造使得富勒烯呈现多种形状，如：

（1）足球形状的富勒烯，也别称为足球烯或巴基球（大陆译法），在台湾则被称为球碳，在香港称之为布克碳；

（2）管状的富勒烯则被称为碳纳米管。

1980年，作为碳纳米管的发现者，也是现在的中科院外籍院士，日本科学家饭岛澄男在透射电子显微镜的帮助下观察到了富勒烯。

图 扫描电子显微镜下的富勒烯

2010年，科学家借助更加先进的太空望远镜，首次观察到，太空中同样存在富勒烯，科学家们认为：也许太空中存在的富勒烯为地球孕育出生命最初了贡献。

参考文献：

很难说哪个分子最大。

但我们可以说世上最大的分子类群，分别呆在两个领域中。一个是生命领域，另一个则是化工领域。这是因为这类分子的大小本身是有变动的，所以非要说谁最大，很不好说。

图示：各种塑料聚合物的常见结构。直链、支链、交联、网状结构。

生命世界之所以存在，就是因为有一系列关键而复杂的生物大分子。其中最出名的自然是蛋白质和核酸，它们分别由氨基酸和核苷酸组成。已知的最大蛋白质是肌联蛋白，它是肌肉中形成肌节的关键组分，它的分子量大约有三百万道尔顿，由27,000个氨基酸组成。最简单的蛋白质胰岛素，由51个氨基酸组成，含有777个原子。所以，我们可以据此估算一下肌联蛋白含有的原子数为411,353个原子。

图示：肌联蛋白是肌肉收缩的弹性元件，尤其是对横纹肌的收缩特别重要，这个蛋白要是出了问题，那就是非常严重的疾病。这个蛋白的名字在IUPAC命名中也成为最长的一个单词，它由18万个字母组成！

不过对于蛋白质来说，估算或者严谨的计算它由多少个原子组成的意义并不大，因为它们不是在原子的基础上直接拼装出来的，而是在更高级的基础上拼装出来的，拼装蛋白质的单元是氨基酸。下图则是拼装蛋白质需要的全部20种氨基酸。

图示：构成人体乃至整个生命世界所需要的20种氨基酸。

我们自己的细胞已经不能从糖开始合成出所有这20种氨基酸了，因此我们必须从食物中的蛋白质里获取相应的氨基酸。除蛋白质之外，生命世界还存在另一类庞然大物，与它相比，最大的蛋白质也变得微不足道起来，那就是生命遗传信息的储存分子：DNA（脱氧核糖核酸）。不同生命的DNA分子大小长短都不一样。比如人类细胞中最大的一条DNA分子，是一号染色体，它由245,522,847个核苷酸组成（两亿多）。

图示：组成DNA的核苷酸有四种，它们的差别在于右上角的碱基。

实际上除了蛋白质和核酸之外，生命世界中还有如糖原（动物淀粉）、淀粉和纤维素这类由单一小分子葡萄糖组成的大分子，人类只能消化淀粉，但真菌则能消化纤维素。

图示：支链淀粉和直链淀粉，它们的分子量处于变动之中，取决于有多少葡萄糖连在上面。连接的葡萄糖越多，水溶性就越差，直到最终不溶于水。

图示：纤维素大约由数百或数千个葡萄糖为单位组成，每个葡萄糖含有24个原子。

纤维素是地球上含量最丰富的有机聚合物，在自然界中的分布也最广，是组成植物细胞壁的主要成分呢。

实际上，对于生命世界来说，原子这个概念已经过于基础，不再适合在生命世界中使用，生命世界是一个用小分子拼装大分子乃至超大分子的世界。就像您手上的手机虽然由由原子构成的，但手机却是由相应的配件组装而成的，并非在原子的基础上直接拼装出来的一样。

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这个题目有点意思的，分几个说法来讨论吧

很多人认为最大的单质分子是富勒烯。

也就是C60，其中由60个碳原子组成一个球形结构，有点类似于足球。

一般的情况下看过科普文章的人都会有这种认识，那么题主的答案是——最大的分子是有60个碳原子组成的富勒烯。

如果W君只回答出这样的问题就有点Low了，继续说。

碳原子形成富勒烯的主要原因在于其原子外电子能级比较低，形成了一个二重简并轨道，戏剧性的事情就发生了，只要满足C2n结构的碳分子其实都是存在的，不仅仅有60个碳原子的富勒烯，还有70个乃至84个碳原子的巴基球的存在。并且现在实验室能够合成的巴基球最大可以做到有540个碳原子组成！

目前，还在继续尝试合成1824个碳原子的巴基球。

因此仅仅答富勒烯还是远远不够的。

从另外一个方法说就有点作弊的感觉了，还有一种材料叫做高分子材料或者叫做高分子化合物。

一般常见的高分子化合物是蛋白质。其中包含了数万甚至数十万个原子。

这些高分子化合物一般都以较小的亚基（单体）的聚合产生，形成自己独特的特性。

更常见的东西叫做塑料。例如聚乙烯，是由乙烯单体聚合成链状

分子式是这样写的

n可以接近于无穷。所以这个分子的分子量可以做到上千万。也就是说手中的塑料袋可以看作是一个分子！

一、人工合成的高分子

目前公认的最大的人工合成高分子叫做PG5，直径约10纳米，结构式如下：

PG5分子里有1500万个碳原子和4000万个氢原子，分子量高达2亿，化学家通过了17万部化学反应才得到这个大分子。

在这之前的世界纪录是聚苯乙烯高分子，分子量为4000万。

二、生物体内的大分子

PG5和生物体内的最大分子DNA相比还是相形见绌。一个DNA分子大致上有2.47亿碱基对，或者说大约150亿个原子分裂在双螺旋结构的两个分子上。有些特殊的DNA尤其大，在小麦中，有一个DNA分子中竟然包括将近10亿个碱基，这个分子量已经接近一万亿了。

三、广义分子

如果把通过共价键组成的完美晶体也算作一个广义的大分子，那前两者也没有任何可比性，比如世界上最大的钻石：库里南钻石，重达61.2克。“克”懂吗？分子量跟它相比差了20几个数量级哦！

再比如橡胶由异戊二烯、丁二烯、氯丁二烯、苯乙烯和/或异丁烯等单体交联而成，更何况它需要通过硫化处理，由双硫键将多条碳链交联在一起，所以一块橡胶也可以算作一个广义的大分子。下图为世界上生产出的最大的橡胶轮胎，重达5.67吨，号称“泰坦”！这个单位已经是吨了，不知道这算不算世界上最大的分子呢？

那么问题来啦，有机物的分子不是分子吗？脱氧核糖核酸不是分子吗？如果是，博士也错啦，如果不是，好吧，当我没说。

以前聚苯乙烯被认为是人工合成的最大单分子。它的一个分子可以多达4000万个氢原子。

在实验室很难制造更大的分子，因为当你达到一定的极限时，它们会断裂。

然而，2011年，迪特·施吕特和他在苏黎世瑞士联邦理工学院的同事合成了一种多达2亿氢原子的人造分子。它叫做PG5。这种分子非常大，跨越10纳米，有很多键，可以将其他物质(如药物)隐藏在里面。

这必须通过获取一个碳主链并向其中添加其他分子和原子来完成。大约用了170000个这样的新键来创造这种巨大的树状分子。

被称为PG5的分子是最大的合成分子有一个稳定而明确的形式。类似的结构存在于自然界中，但它们很难复制，因为它们在创造过程中会分解。不管环境如何，未来的分子物体都需要保持它们的结构，PG5是朝着这个方向迈出的一步。它的结构类似于烟草病毒，在各种条件下都能保持杆状结构——例如，它能抵抗表面变平。

PG5直径为10纳米，多达2亿个氢原子。这比以前的记录保持者聚苯乙烯聚合物大得多，聚苯乙烯聚合物只有4000万个氢原子。然而，它只是脱氧核糖核酸分子量的一小部分。

研究者描述了苏黎世瑞士联邦理工学院的研究人员如何构建PG5的分子，在碳氢骨架上添加苯和氮分支。合成整个分子需要170000个反应键，结果是一个折叠的树状结构。科学家说PG5可以将药物保存在其众多的分支中，这是朝着分子合成迈出的一步，不管它们所处的环境如何，PG5分子都能保持它们的形态。

作为干了好几十年的化工老鸟，不请自来。

纯粹说分子大小，巨大的分子分子量可以上百万甚至更大，基本都是聚合物，比如蛋白质，塑料，纤维等等。

其共同点是都由分子量几百的小分子聚合而成，分子内有巨量的规律或无规律的重复单元。

而结构不存在重复性，分子又比较大的化合物，多数存在于制药行业。分子越大，合成起来就越复杂，成本也是直线上升，只有不计成本的医药才用得起。

在工业和日化等领域，学界更推崇有特殊功能的小分子，优点是好设计，好合成，价格低，容易批量生产。

我是干高分子专业的。你们认识轮胎吗？硫化以后的橡胶轮胎，所有的橡胶分子被连接在一起，成为一个分子。看过到电器设备上的电木吗？一块电木就是一个分子组成。世界真奇妙，你们没想到吧

我们日常所能看到的最大的分子，就是一粒钻石了，一块未经切割和打磨的天然金刚石也是一样的。因为，金刚石是由碳原子之间形成的强有力的分子键凝聚在一起的，所以，每一粒完整的金刚石就是一个独立的（巨型）大分子。只是，这个分子的组分简单了一些。更复杂一些的并且可以称得上是分子的物质，就要算得上是生命体的遗传密码携带者了——细胞染色体上的DNA，DNA是整条的分子长链，其上配对而成的碱基对排列组合，决定了生命体的遗传密码。据说，这样的分子，往往由百亿级数量的原子构成。