关于单分子混合物体系的示意图

在理解单分子混合物这个概念的化学意义及基本特征方面，有两张示意图是特别有帮助的，这里做一个简要介绍。

图1

图1展示了单分子混合物这个概念的基本化学意义。有机物是由分子构成的，绝对纯净的由单一分子构成的有机物如左图所示，这代表了一种理想的“极限状态”。这种状态是很难实现的。通常的有机物样品为混合物形态，包含了若干种不同结构的分子的混合物。但就当前的研究水平而言，无论如何，目前我们所能够制备和获得的有机物样品中总是包含了大量的相同结构的分子，如中图所示。

假如我们进一步大胆设想，就可以发现与单一分子所构成的纯净物相反的另一种极限状态——单分子混合物，如右图所示。在这一极限状态中，样品所包含的每一个分子都具有不同的结构式，属于不同结构的分子。这一状态之所以目前尚未得到研究和关注，一个重要的原因在于我们缺乏一种有效的制备并研究它的方法。假如能找到这样一种方法，我们就有可能对这一状态的物质进行详细的研究，认识其性质，拓展其应用。幸运的是，当前的有机化学的理论及实验技术发展水平使得我们完全可以找到这样的一种方法，这就为单分子混合物体系的研究提供了可能。

图2

图2是我们设计的一种典型的单分子混合物体系的示意图。在这一体系中，分子是由一个基本骨架以及其上面所附的一系列可取代的侧链所组成，通过排列组合原理我们可以得知，当侧链足够多并且呈随机取代状态的时候，这一个体系所包含的可能的分子结构是一个巨大的数字，远远超过了体系中的实际分子个数，在这种情况下，我们就可以以很大的概率实现“单分子混合态”。在实际的设计中，骨架的类型以及取代基的种类都是可以调节的，为这一研究提供了广阔的空间。

这样一种结构类似而各不相同的状态在宏观现实世界中是广泛存在的，因而，我们有理由相信，在微观分子世界中，我们同样有可能实现这样一种状态！