表面活性剂化学复习题Word文件下载.docx

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A.分散相B.连续相C.分散介质D.均相

17.存在等电点的电离平衡的表面活性剂是[A]

A.两性离子表面活性剂B.非离子表面活性剂C.阳离子D.阴离子

18.润湿过程主要分为三类，沾湿，浸湿和[D]

A.浸润B.涂布C.扩展D.铺展

19.在造纸中表面活性剂用作蒸煮剂、施胶剂、柔软剂和[D]

A.助悬剂B.染色剂C.润湿剂D.消泡剂

20.用于工业生产过程和设备保养、维护过程中使用的洗涤剂属于[A]

A.工业洗涤剂B.设备洗涤剂C.配方洗涤剂D.民用洗涤剂

21.一般而然，分子量越大，乳化性能力[A]

A.越好B.越差C.不发生变D.无法判断

22.非离子表面活性剂在水中[D]

A.水解B.不水解C.电离D.不电离

23.乙醇、丁醇和乙酸[C]

A.不属于表面活性物质B.属于表面活性剂C.属于表面活性物质D.属于特种表面活性剂

24.离子型表面活性剂，其水溶液临界胶束浓度随碳原子数的增加而[B]

A.升高B.降低C.不变D.不能确定

25.增溶作用可使被增溶物的化学势降低，该过程是[D]

A.与水溶助长作用相同B.非自发进行的C.与乳化相同D.自发进行的

26.破乳剂的种类主要包括阴离子型表面活性剂、和非离子型表面活性剂[B]

A.负离子表面活性剂B.阳离子表面活性剂C.正离子表面活性剂D.两性离子表面活性剂

27.浮选过程使用的浮选剂包含捕集剂、调整剂和[A]

A.起泡剂B.消泡剂C.乳化剂D.破乳剂

28.小气泡内的压力与大气泡内的压力相比[A]

A.小气泡内的压力大于大气泡内的压力

B.小气泡内的压力小于大气泡内的压力

C.小气泡内的压力等于大气泡内的压力D.无法判断

29.重购洗涤剂的主要成分一般选用阴离子表面活性剂和[C]

A.阳离子表面活性剂B.两性离子表面活性剂

C.非离子表面活性剂D.特种表面活性剂

30.乳状液的类型包括水包油型，油包水型和[C]

A.园圈型B.哑铃型C.复合型D.套圈型

填空

1.季铵盐分子中所含的杂环主要是吗啉环、哌嗪环、喹啉环、咪唑环和吡啶环。

2.含硅表面活性剂的合成通常分两步，即硅疏水基中间体的合成及亲水基团的引入。

3.固体粒子分散的最基本的条件是润湿。

4.乳化是指形成乳状液的过程，乳状液的颜色与外观与体系中液滴的大小有关。

5.温度高于浊点时，表面活性剂将发生分相，许多性质和效能均下降。

6.分散剂是指用于使固体微粒均匀、稳定地分散于液体介质中的表面活性剂。

7.表面活性剂可以有效地降低纤维物质的摩擦系数，是因为他们能再纤维表面形成疏水基向外的反向吸附，增大了彼此间的润滑性。

8.溶于水后能离解出具有表面活性的带负电荷的基团表面活性剂的是阴离子表面活性剂。

9.阳离子表面活性剂可以将其分子的非极性部分吸附于高分子材料上。

10.切削液的种类很多，其中应用最广的是O/W型乳状液。

11.柔顺平滑的效果可以用静摩擦系数和动摩擦系数的差值来表示，差值越小，

柔顺平滑性越强。

12.结构通式

为季铵盐型阳离子表面活性剂。

13.氨基酸、咪唑啉型两性表面活性剂均可作为有机缓蚀剂的成分，起到减缓金属腐蚀的作用。

14.由于高分子表面活性剂在各种表面、界面上有很好的吸附作用因而具有较好的分散性、凝聚性和增容性。

15.阴离子表面活性剂是具有阴离子亲水集团的表面活性剂。

16.两性表面活性剂具有良好的安全性，毒性低对皮肤和眼睛的刺激性也很小。

17.烷基苯磺化生成苯磺酸进行后处理的两个过程主要包括分酸和中和。

18.高分子表面活性剂最引人注目的是对分散体系的稳定作用。

19.非离子表面活性剂的Krafft点越低，说明该表面活性剂的低温水溶性越好。

20.烷基芳烃磺化的主要影响因素有温度、传质、磺化剂的用量。

21.阳离子表面活性剂最突出的特点是具有消毒杀菌作用。

22.广义两性表面活性剂是指同时具有阴离子、阳离子与非离子中任意两种离子性质的物质。

23.非离子表面活性剂在Krafft点温度下使用时不可能形成胶束。

24.表面活性剂在切削液中主要起乳化作用。

25.首次出现的合成表面活性剂是红油。

26.固体微粒的分散和絮凝主要是通过表面活性剂来实现的。

27.溶于水后能离解出具有表面活性的带负电荷的基团表面活性剂的是阳离子表面活性剂。

表面过剩：

若自1cm²

的溶液表面和内部各取一部分，其中溶剂的数目一样多，则表面部分的溶质比内部所多的摩尔数。

相转变温度：

是指在某一种特定的体系中，表面活性剂的亲水亲油性质达到平衡时的温度。

分散作用：

一般是指把一种物质分散剂于另一种物质中以形成分散剂体系的作用。

固体微粒在液体介质中的分散过程:

固体粒子的润湿，粒子团的分散和碎裂，分散体系的稳定。

加和增效作用:

把不同类型的表面活性剂人为地混合后，得到的混合物其性能比原来单一组分的性能更加优良，也就是通常所说的“1+1＞2”的效果。

负的加和增效作用:

把不同类型的表面活性剂人为地混合后，得到的混合物其性能比原来单一组分的性能差。

亲水亲油平衡值：

亲水亲油平衡值是亲水基和疏水基之间在大小和力量上的平衡程度的量度。

表面:

液体或固体和气体的接触面。

界面:

液体与液体，固体与固体或液体的接触面。

表面活性剂：

在加入量很少时即能明显降低溶剂的表面张力，改变物系的界面状态，能够产生润湿、乳化、起泡、增溶及分散等一系列作用的精细化学品。

表面活性剂分类：

1.按离子类型分类：

非离子型表面活性剂（如脂肪醇聚氧乙烯醚）和离子型表面活性剂，其中离子型表面活性剂又分为阴离子表面活性剂（如十二烷基苯磺酸钠），阳离子表面活性剂（如苄基三甲基氯化铵）及两性表面活性剂（如十二烷基甜菜碱）。

2.按亲水基结构分类：

羧酸、磺酸、硫酸、磷酸酯盐、氨基或胺基及其盐（伯、仲、叔、季）、鎓盐型（磷、砷、硫、碘化合物）、羟基、酰胺基、醚键等。

3.按疏水基种类分类：

直链烷基、支链烷基、烷基苯基、烷基萘基、松香衍生物、高分子质量聚氧丙烷基、长链全氟（或高氟代）烷基、聚硅氧烷基。

4.按特殊性分类：

碳氟表面活性剂、含硅表面活性剂、高分子表面活性剂、生物表面活性剂、冠醚型表面活性剂。

5.其他分类：

按溶解性分为水溶性和油溶性表面活性剂；

按分子量分为低分子和高分子表面活性剂；

按应用功能分为乳化剂、洗涤剂、润湿剂、发泡剂、消泡剂、分散剂、絮凝剂、渗透剂及增溶剂。

表面张力：

垂直通过液面上任一单位长度与液面相切的收缩表面的力，称为表面张力。

表面张力的测定方法:

滴重法（从毛细管滴头滴下液体时，液滴大小与表面张力有关，溶液表面张力越大，则滴下的液滴也越大γ=W/（2πRf）=Vρg/（2πRf）），毛细管上升法（当毛细管插入液体时，管中的弯液面会上升或下降一定高度γ=RΔρg（h+r/3）/2），圆环法（把一圆环平置于液面上，测定将环拉离液面所需的最大力γ=PF/（4πR）），吊片法（将薄片如铂金片等悬于液面之上，使其刚好与液面接触，为维持此位置，所必须施加的力γ=P/2（l+d）），最大气泡压力法（毛细管端与液面接触，然后在管内逐渐加压，直至一最大值时，管端突然吹出气泡后压力的最大值时，管端突然吹出气泡后压力下降，这个最大值是刚好克服毛细压力的最大压力γ=Pm/2R），滴外形法（利用液滴或气泡的形状与表面张力存在一定关系，测定平衡表面张力及表面张力随时间变化的关系）。

水溶液的表面张力与浓度的关系：

1.表面张力随溶液浓度的增加而稍有增大（无机盐、多羟基有机物）；

2.表面张力随溶液浓度的增加而逐渐减小（极性有机物）；

3.溶液的浓度较低时，表面张力急剧地降低，浓度到一定值后，表面张力几乎不变化（表面活性剂）。

吸附现象：

物质加入液体中后，它在液体表面层的浓度和液体内部的浓度存在差异，此现象称为吸附现象。

吸附：

固体表面未被反离子占据的部位与表面活性剂离子因电性作用而引起的离子对位吸附。

离子交换吸附：

在低浓度时，固体表面的反离子被同电荷符号的表面活性剂离子取代而引起的吸附。

吸附量:

单位表面上表面相超过体相的溶质量，有时也叫表面浓度或吸附量。

正吸附作用：

使表面层的浓度大于液体内部浓度的作用。

负吸附作用：

使表面层的浓度小于液体内部浓度的作用。

表面活性：

溶质在表面发生吸附而使溶液表面张力降低的性质。

特劳贝规则：

对低浓度直链烷基酸的水溶液，每增加一个亚甲基，表面张力降低值π与溶液的浓度c的比值（π/c）就增加为原来的3倍。

胶束：

两亲分子溶解在水中达一定浓度时，其非极性部分会互相吸引，从而使得分子自发形成有序的聚集体，使憎水基向里、亲水基向外，减小了憎水基与水分子的接触，使体系能量下降，这种多分子有序聚集体称为胶束。

反胶束：

表面活性剂在有机溶剂中形成极性头向内，非极性头尾朝外的含有水分子内核的聚集体，称为反胶束。

临界胶束浓度：

表面活性剂溶液的表面张力随着活性剂浓度的增加而急剧地降低，但是当浓度增加到一定值后，表面张力随溶液浓度的增加而变化不大，此时表面活性剂从分子或离子分散状态缔合成稳定的胶束，从而引起溶液的高频电导、渗透压、电导率等各种性能发生明显的突变，这个开始形成胶束的最低浓度称为临界胶束浓度（CMC）。

测定临界胶束浓度的方法:

1.表面张力法：

以表面活性剂溶液的表面张力γ对lgc作图得到γ-lgc曲线，曲线转折点所对应的浓度即为临界胶束浓度。

表面活性剂需提纯后方可进行测定。

不受无机盐影响；

极性物质有影响。

2.电导法：

作表面活性剂溶液的电导率或摩尔电导率对浓度或浓度平方根的关系曲线，曲线转折点所对应的浓度即为临界胶束浓度。

适宜于溶液中盐类浓度较低时测定。

受无机盐影响。

3.增溶作用法：

当表面活性剂溶液的浓度超过一定值时，烃类或不溶性染料在该溶液中的溶解度急剧增加，这一浓度即为临界胶束浓度。

4.染料法：

配制浓度高于临界胶束浓度的表面活性剂溶液，并向其中加入很少量的染料，呈现出增溶于胶束的颜色。

然后用水稀释此溶液直至溶液颜色发生显著的变化，此时表面活性剂的浓度即为临界胶束浓度。

一般要求染料离子与表面活性剂离子的电荷相反。

5.光散射法：

表面活性剂缔合成胶束时，溶液的散射光强度增加。

作表面活性剂溶液的散射光强度对浓度的关系图，突变点处所对应的浓度即为临界胶束浓度。

影响临界胶束浓度的因素:

（1）内在因素:

分子结构，包括疏水基团碳氢链的长度（对离子型表面活性剂，同系物每增加一个碳原子，cmc就下降为原来的一半左右；

对非离子表面活性剂，同系物每增加两个碳原子，cmc就下降为原来的1/10左右）、碳氢链的分支（带有分支的大）、极性基团的位置（极性基团越靠近碳氢链的中间位置，cmc越大）、碳氢链上的取代基（极性基团数量增加，亲水性提高，cmc增大）、疏水链的性质（疏水基团的疏水性越强，cmc将会越小）以及亲水基团的种类（水溶液中，离子型表面活性剂的cmc远比非离子型表面活性剂的大）等。

（2）外界因素：

温度（离子型表面活性剂在Krafft点时的溶解度与其cmc相当，非离子型表面活性剂通常在其浊点以下使用）、外加无机盐和有机添加剂（添加无机盐，会使离子型表面活性剂的cmc降低，但对非离子型表面活性剂的cmc影响不大）等。

克拉夫反应点：

它是指1%的表面活性剂溶液在加热时由浑浊忽然变澄清时相变的温度。

浊点：

是指一定浓度的非离子表面活性活性剂溶液在加热过程中突然析出使溶液变浑浊的温度点。

增溶作用：

是指由于表面活性剂胶束的存在，使得在溶剂中难溶乃至不溶的物质溶解度显著增加的作用。

增溶量：

向100ml已标定浓度的表面活性剂溶液中由滴定管滴加被增溶物，当达到饱和时被增溶物析出，溶液变浑浊，此时已滴入溶液中的被增溶物的物质的量（mol）即为增溶量。

被增溶物在胶束中的位置：

（1）胶团内核；

（2）离子型表面活性剂的胶团内核/栅栏层；

（3）非离子型表面活性剂的栅栏层；

（4）胶团表面。

排列情况：

增溶顺序的（3）>

（2）>

（1）>

（4）。

影响增溶作用的因素：

1）表面活性剂的化学结构①具有相同亲油基的表面活性剂，对于烃类及极性有机物的增溶作用大小顺序一般为：

非离子型﹥阳离子型﹥阴离子型。

②胶束越大，对于增溶到胶束内部的物质增溶量越大。

③亲油基部分带有分支结构的表面活性剂增溶作用较直链的小。

④带有不饱和结构的表面活性剂，或在活性剂分子上引入第二极性基团时，对烃类的溶解作用减小，而对长链极性物增溶作用增加。

2）被增溶物的化学结构脂肪烃与烷基芳烃被增溶的程度随其链长的增加而减小，随不饱和度及环化程度的增加而增大，带支链的饱和化合物与相应得直链异构体增溶量大致相同；

烷烃的氢原子被羟基、氨基等极性基团取代后，其被表面活性剂增溶的程度明显增加。

3）温度的影响多数情况下，温度升高，增溶作用加大。

4）添加无机电解质的影响在离子型表面活性剂中添加少量无机电解质，可增加烃类化合物的增溶程度，但却使极性有机物的增溶程度减少。

5）有机添加剂的影响向表面活性剂溶液中添加非极性化合物，提高了极性有机化合物的增溶程度；

添加极性有机化合物后，使非极性碳氢化合物增溶量增加。

增溶了一种极性有机物后，会使表面活性剂对另一种有机物的增溶程度降低。

温度对增溶作用的影响:

温度对增溶作用的影响，随表面活性剂类型和被增溶物结构的不同而不同。

多数情况下，温度升高，增溶作用加大。

对于离子型表面活性剂，升高温度一般会引起分子热运动的加剧，使胶束中能发生增溶的空间加大，对极性和非极性化合物的增溶程度增加。

对于含有聚氧乙烯基的非离子表面活性剂，温度升高，聚氧乙烯基与分子之间的氢键遭到破坏，水化作用减小，胶束容易生成，聚集数增加。

特别是温度升至接近表面活性剂的浊点时，胶束聚集数急剧增加，对非极性碳氢化合物以及卤代烷烃等的增溶作用有很大提高。

乳液：

所谓乳化是指将一种液体的细小颗粒分散于另一种不相溶的液体中，得到的分散体系称为乳液。

乳化作用：

是在一定条件下使互不混溶和两种液体形成有一定稳定性的液液分散体系的作用。

乳状液类型鉴别的方法:

稀释法，染料法，电导法，滤纸润湿法。

影响乳状液类型的主要因素:

相体积，乳化剂的分子结构和性质，乳化器的材质，两相的聚结速度。

乳化剂选择原则：

（1）良好的表面活性；

（2）在界面上能形成稳定和紧密排列的凝聚膜；

（3）油溶性乳化剂易得到W/O型乳状液，水溶性乳化剂易得到O/W型乳状液，两者混合使用有良好乳化效果；

（4）能适当增大外相的黏度；

（5）满足特殊要求，如食品和乳液药物要求无毒和有一定的药理性能等；

（6）能用最小浓度和最低成本达到乳化效果，乳化工艺简单。

化妆品以乳状液为主的原因:

将油性原料与水性原料混合使用，在感觉和外观上优于单独使用油性原料；

可以将互不混溶的原料配于同一配方中；

可以调节对皮肤作用的成分；

改变乳化状态，制成满足使用要求的制品；

可使微量成分在皮肤上均匀涂敷。

乳状液以乳滴粒径的分类：

1粒径小于0.05μm，此类乳液在外观色泽上表现为全透明；

2粒径在0.05～0.1μm之间，外观色泽表现为半透明灰色；

粒径在30.1～1.0μm之间，外观色泽表现为蓝乳白色；

4粒径在1.0～5.0μm之间，乳液外观色泽表现为乳白色。

乳状液是热力学不稳定因素的原因：

乳状液存在相当大的界面，从而就有一定的界面能，这样的的体系总是力图减小界面积而使能量降低，最终乳状液破坏，两相分离。

破乳剂：

能够使乳状液破乳的表面活性剂被称为破乳剂。

破乳剂的作用原理：

a顶替作用：

低表面张力和高表面活性的破乳剂容易吸附于油-水界面上，将原来的乳化剂从界面上顶替下来，降低界面膜的强度；

b润湿作用：

以润湿性能良好的润湿剂，改变固体粉末的亲水亲油性，使其从两相界面上进入水相或油相，降低乳状液的稳定性；

c絮凝-聚结作用：

以分子量较大的非离子表面活性剂引起细小的液滴絮凝、聚结；

d破坏界面膜：

破乳剂吸附于两相界面，使界面膜发生褶皱和变形，或因碰撞将界面膜击破。

破乳剂的选择原则：

（1）具有良好的表面活性，能将乳状液中乳化剂从界面上顶替下来。

（2）破乳剂在油-水界面上形成的界面膜不可有牢固性，在外界条件作用下或液滴碰撞时易破裂，从而液滴发生聚结。

（3）离子型的乳化剂可使液滴带电面稳定，选用带反号电荷的离子型破乳剂可使液滴表面电荷中和。

（4）分子量大的非离子或高分子破乳剂溶解于连续相中可因桥连联用使液滴聚集，进而聚结、分层和破乳。

（5）固体粉末乳化剂稳定的乳状液可选择固体粉末良好的润湿剂作为破乳剂，以使粉末完全润湿进入油相或水相。

聚集作用：

分散剂粒子以任意方式或受任何因素的作用而结合在一起，形成有结构或无特定结构的集团的作用。

聚集作用的机理：

（1）电性作用在分散体系中加入无机电解质，其反离子将向粒子周围的扩散双电层中扩散，压缩双电层，从而降低粒子间的静电排斥作用，破坏分散体系的稳定性，从而发生聚集作用。

（2）桥梁作用在高分子化合物浓度很低时，吸附于分散粒子上的聚合物长链可以同时吸附于其它表面上，这样就可将多个粒子通过聚合物分子连接起来，从而来发生聚集作用。

絮凝作用：

在体系中加入一定的电解质可能中和微粒表面的电荷，降低液体表面的扩散双电子层的厚度，降低表面电贺荷的电量，使微粒间的斥力下降，从而使微粒的物理稳定性下降，出现絮凝状态，形成疏松的纤维状结构，但振摇又重新分散均匀的作用叫絮凝作用。

絮凝分子应具备的特点:

（1）能够溶解在固体微粒的分散介质中。

（2）在高分子的链节上应具有能与固液粒子间产生桥连的吸附基团。

例如，阳离子型表面活性剂的季铵盐阳离子，阴离子表面活性剂的羧基、磺酸基等，以及非离子表面活性剂的氧基、羟基和酰胺基等。

（3）絮凝剂大分子应具有线形结构，并有适合于分子伸展的条件。

（4）分子链应有一定的长度，使其能将一部分吸附于颗粒上，而另一部分则深入溶液中，以便吸附另外的颗粒，产生桥连作用。

（5）固液悬浮体的固体颗粒表面必须具有可供高分子絮凝剂架桥的部分。

润湿：

一种流体被另一种流体从固体表面或固-液界面所取代的过程。

润湿作用：

指加入表面活性剂后，由于表面活性剂的双亲结构，可在界面处发生定向吸附，降低液体的表面张力，从而改变体系润湿性质的作用。

润湿分类：

沾湿（液体取代液-气界面和固-气界面上过程）、浸湿（固体浸入液体的过程固气表面为固液界面替代,液体表面并无变化）、铺展（以固液界面取代固气界面同时，液体表面扩展的过程）。

高能固体表面：

与一般液体接触后，体系表面能将在很大程度上降低，应为一般液体润湿的表面，称为高能表面。

低能固体表面：

物体的表面能与液体不相上下，其表面被称作低能表面。

表面活性剂在润湿过程中的作用：

（1）改变固体表面性质。

表面活性剂吸附于固体表面，形成定向排列的吸附层，达到改变润湿性能的目的，由高能表面变为低能表面，或有低能表面变为高能表面。

（2）改变液体表面性质。

在水中加入表面活性剂降低表面张力，使水在固体发生铺展，提高液体的润湿能力。

泡沫：

气体分散于液体中的分散体系，气体是分散相，液体是分散介质。

泡沫形成条件：

气/液接触（气体是分散相，液体是分散介质，连续相）；

发泡速度高于破泡速度，在水中加入少量的表面活性剂并充气即可得到稳定的泡沫。

影像泡沫稳定性的因素：

（1）表面张力

（2）表面张力的自修复作用（3）气体的透过性（4）界面膜的性质①表面黏度②界面膜的弹性（5）表面电荷（6）表面活性剂的分子结构（7）其他。

消泡剂：

加入少量物质能使泡沫很快消失的物质。

消泡方法：

（1）物理法：

温度（液体蒸发或冻结）、急剧改变压力、离心分离、超声波振动及过滤。

（2）化学法：

消泡剂。

消泡机制：

降低泡沫膜局部表面张力，破坏膜的弹性，降低液膜的粘度，疏水固体颗粒的消泡作用。

疏水的固体颗粒（如二氧化硅）的消泡作用：

将原来吸附于液膜表面的表面活性剂从液膜表面上拉下来进入液膜的水相，使液膜表面上的表面活性剂浓度下降。

增加了泡沫的不稳定因素：

降低了液膜的表面粘度，致使液膜自修复能力变小，液膜透气性增加，加速了液膜的排液速度和气体扩散速度。

消泡剂应该具备的性能：

①能与泡沫表面接触的亲和能力；

②能在泡沫上扩散和进入泡沫，并取代泡沫膜壁的性能；

③不溶于介质中；

④能在泡沫介质中分散的适宜颗粒作为消泡核心。

液膜黏度对泡沫消除的影响:

破坏界面膜弹性使液膜失去自修复作用，界面膜的弹性是保证泡沫稳定的重要因素，弹性越大，液膜具有越强的自修复能力，泡沫越稳定。

在泡沫体系中加入聚氧乙烯聚硅氧烷等表面张力极低的消泡剂，消泡剂进入泡沫液膜后，会使此处液膜的表面张力降至极低而失去弹性。

当此处的液膜收到外界的扰动或冲击拉长，液膜面积增加，消泡剂的浓度降低，引起液膜的表面张力上升时，液膜不能产生有效的弹性收缩力来使自身的表面张力和厚度恢复，从而因失去自修复作用而被破坏。

泡沫破坏的机理：

泡沫破裂的机理主要有泡沫液膜的排液和泡沫中气体的扩散两种情况：

1泡沫液膜的排液：

a.重力排液：

在重力下液体沿液膜自上而下的流动，造成上层液膜变薄而破裂。

b.表面张力排液：

密集的泡沫中气泡一般呈多面体型，泡沫间的压力小于气泡中的压力，导致气泡液膜中的液体向泡沫间流动，导致气泡破裂。

2泡沫中气体的扩散：

气泡大小不均，小气泡内的压力大于大气泡的，气体存在由小气泡透过液膜向大气泡扩散的趋势，一旦扩散小气泡越来越小最后消失。

天然稳泡剂作用机理:

天然稳泡剂主要有明胶和皂素。

这类稳泡剂降低表面张力的作用不强，但能在泡沫的液膜表面形成高黏度和高弹性的界面膜，因此有很好的稳泡作用。

明胶和皂素的分子存在范