我們都曾聞到過煤氣或天然洩露的那種怪怪的臭味，本來煤氣就是一種無色無味的氣體，為了預防煤氣洩露，「特意」在煤氣中加入一種「臭臭」的味道。為的就是提醒人們，煤氣洩露很危險。現在有電子鼻，稍微有一點煤氣的味道，警報就會響起，這為人們安全使用煤氣或天然氣大大地提供了方便。
那麼，為什麼會這麼迅速地使我們就能檢測到煤氣或天然氣洩露呢？
一、分子的擴散性。
無論是液體的還是氣體的，分子都具有擴散性。
分子擴散，也稱分子傳質，簡稱擴散，是由於分子的無規則熱運動而形成的物質傳遞現象。擴散與溫度有關，是質量傳遞的一種基本方式，是在濃度差或其他推動力的作用下，由於分子、原子等的熱運動所引起的物質在空間的遷移現象。
敲黑板：分子擴散是分子的無規則熱運動而形成的物質傳遞現象。
以濃度差為推動力的擴散，即物質組分從高濃度區向低濃度區的遷移，是自然界和工程上最普遍的擴散現象；以溫度差為推動力的擴散稱為熱擴散；在電場、磁場等外力作用下發生的擴散，則稱為強制擴散。
注意濃度!有些氣體或固體到達一定濃度，遇到明火就會發生爆炸，比如，煤氣爆炸，麵粉爆炸，粉塵爆炸等等。
二、分子運動
分子的存在形式可以為氣態、液態或固態。分子除具有平移運動外，還存在著分子的轉動和分子內原子的各種類型的振動。固態分子內部的振動和轉動的幅度，比氣體和液體中分子的平動和轉動幅度小得多，分子的這種內部運動，並不會破壞分子的固有特性。通常所說的分子結構，是這些原子處在平衡位置時的結構。分子的內部運動，決定分子光譜的性質，因而利用分子光譜，可以研究分子內部運動情況。 分子的構型和構象相同成分的分子中，若原子的排列次序和排列方式不同，可形成不同的分子。例如C2H6O分子可以排列為乙醇分子，也可以排列為二甲醚分子，它們的結構式所示分子的結構式反映分子內部原子的排列次序。組成分子的成分相同，而排列次序不同，形成兩種或兩種以上的分子，這種現象稱為同分異構現象，這些成分相同結構不同的分子稱為同分異構體。
對有些分子，當它的構型確定時，分子的形狀大小也就確定了，例如水分子、甲烷分子、苯分子等。有些分子在一定的構型條件下，分子的形狀還會隨原子的相對位置而改變。例如乙烷(C2H6)分子在相同的連接次序及雙原子分子純轉動光譜相同的鍵長鍵角數據下，還可以有交叉式(圖3之a)和重疊式(圖3之b)兩種不同形狀，這種情況稱為分子的構象。不同構象的分子，能量有一定差別，它們的對稱性亦不同，對於乙烷分子，常溫下交叉式的構象
比較穩定。
三、分子運動與布朗運動
分子擴散是分子的無規則熱運動而形成的物質傳遞現象。
1827年英國植物學家R.布朗在花粉顆粒的水溶液中觀察到花粉不停頓的無規則運動。進一步實驗證實，不僅花粉顆粒，其他懸浮在流體中的微粒也表現出這種無規則運動，如懸浮在空氣中的塵埃。後人就把這種微粒的運動稱之為布朗運動。以懸浮在水中的藤黃顆粒為例，一個半徑為2x10^-7米的藤黃顆粒，質量約為3x10^-17千克，在27℃時它的運動速率接近0.02米/秒。起初人們不了解這種運動的起因。1877年J.德耳索首先指出布朗運動是由於顆粒受到液體分子碰撞的不平衡力作用而引起的。
隨後，1904年法國科學家H.潘卡雷作了進一步解釋：大物體（如線度為0.1毫米）將從各個方面受到運動原子的衝擊，打擊非常頻繁，概率定律使之互相補償，故它們不移動。微小的粒子受到的打擊太少，以至無法補償。也就是說，布朗運動是液體分子處於不停頓無規則熱運動的宏觀表現。1905-1906年A.愛因斯坦和M.von斯莫盧霍夫斯基分別發表了理論上分析布朗運動的文章。1908年皮蘭用實驗驗證了愛因斯坦的理論，從而使分子動理論的物理圖像為人們廣泛接受。
例如，在顯微鏡下觀察懸浮在水中的藤黃粉、花粉微粒，或在無風情形觀察空氣中的煙粒、塵埃時都會看到這種運動。溫度越高，運動越激烈。它是1827年植物學家R.布朗最先用顯微鏡觀察懸浮在水中花粉的運動而發現的。作布朗運動的粒子非常微小，直徑約1~10微米， 在周圍液體或氣體分子的碰撞下，產生一種漲落不定的淨作用力，導致微粒的布朗運動。如果布朗粒子相互碰撞的機會很少，可以看成是巨大分子組成的理想氣體，則在重力場中達到熱平衡後，其數密度按高度的分布應遵循玻耳茲曼分布（麥克斯韋-玻爾茲曼分布）。
J.B.佩蘭的實驗證實了這一點，並由此相當精確地測定了阿伏伽德羅常量及一系列與微粒有關的數據。1905年A.愛因斯坦根據擴散方程建立了布朗運動的統計理論。布朗運動的發現、實驗研究和理論分析間接地證實了分子的無規則熱運動，對於氣體動理論的建立以及確認物質結構的原子性具有重要意義，並且推動統計物理學特別是漲落理論的發展。由於布朗運動代表一種隨機漲落現象，它的理論對於儀表測量精度限制的研究以及高倍放大電訊電路中背景噪聲的研究等有廣泛應用。
這是1826年英國植物學家布朗（1773~1858）用顯微鏡觀察懸浮在水中的花粉時發現的。後來把懸浮微粒的這種運動叫做布朗運動。不只是花粉和小炭粒，對於液體中各種不同的懸浮微粒，都可以觀察到布朗運動。布朗運動可在氣體和液體中進行。[1]
布朗描述分子運動是：
1.無規則
每個液體分子對小顆粒撞擊時給顆粒一定的瞬時衝力，由於分子運動的無規則性，每一瞬間，每個分子撞擊時對小顆粒的衝力大小、方向都不相同，合力大小、方向隨時改變，因而布朗運動是無規則的。
2.永不停歇
因為液體分子的運動是永不停息的，所以液體分子對固體微粒的撞擊也是永不停息的。
3.顆粒越小，布朗運動越明顯
顆粒越小，顆粒的表面積越小，同一瞬間，撞擊顆粒的液體分子數越少，據統計規律，少量分子同時作用於小顆粒時，它們的合力是不可能平衡的。而且，同一瞬間撞擊的分子數越少，其合力越不平衡，又顆粒越小，其質量越小，因而顆粒的加速度越大，運動狀態越容易改變，故顆粒越小，布朗運動越明顯。
4.溫度越高，布朗運動越明顯
溫度越高，液體分子的運動越劇烈，分子撞擊顆粒時對顆粒的撞擊力越大，因而同一瞬間來自各個不同方向的液體分子對顆粒撞擊力越大，小顆粒的運動狀態改變越快，故溫度越高，布朗運動越明顯。
5.肉眼看不見
做布朗運動的固體顆粒很小，肉眼是看不見的，必須在顯微鏡才能看到。
布朗運動間接反映並證明了分子熱運動。
四．愛恩斯坦與分子運動
1905年，愛因斯坦依據分子運動論的原理提出了布朗運動的理論。就在差不多同時，斯莫盧霍夫斯基也作出了同樣的成果。他們的理論圓滿地回答了布朗運動的本質問題。
應該指出，愛因斯坦從事這一工作的歷史背景是那時科學界關於分子真實性的爭論。這種爭論由來已久，從原子分子理論產生以來就一直存在。本世紀初，以物理學家和哲學家馬赫和化學家奧斯特瓦爾德為代表的一些人再次提出對原子分子理論的非難，他們從實證論或唯能論的觀點出發，懷疑原子和分子的真實性，使得這一爭論成為科學前沿中的一個中心問題。要回答這一問題，除開哲學上的分歧之外，就科學本身來說，就需要提出更有力的證據，證明原子、分子的真實存在。比如以往測定的相對原子質量和相對分子質量只是質量的相對比較值，如果它們是真實存在的，就能夠而且也必須測得相對原子質量和相對分子質量的絕對值，這類問題需要人們回答。
小結：布朗運動與分子熱運動不一樣，與溫度和粒子個數有關，溫度越高，布朗運動越劇烈，粒子越少，分子熱運動越劇烈。
圖片模糊，建議替換或刪除
×
按經典熱力學的觀點，布朗運動嚴格來說屬於機械運動，因此它表現出的是一種機械能。
有人據此對
熱力學第二定律
提出質疑。實際上，布朗運動是一種特殊的機械運動，做布朗運動的顆粒正好處於宏觀與微觀的分界點上，所以布朗運動中機械能同時具有一般意義上的宏觀機械能與微觀
分子動能
的雙重特性，它的能量集中程度介於兩者之間，
無序性
也介於兩者之間。
任何無規則行走者所帶的守恆量都各自對應著一個擴散運輸定律。
無規則行走只是布朗運動的理想狀態
無規則行走只是布朗運動的理想狀態二者概念不等同，實際觀測，在納米尺度下，不規則物體布朗運動不滿足高斯分布。
在很多系統都存在不同類型的無規則行走，他們都具有相似結構。單個的隨機事件我們不可預測，但隨機大量的群體行為，卻是精確可知的，這就是概率世界的魅力，在偶然中隱含著必然。隨機性造成了低尺度下的差異性，但在高尺度下又表現為共同的特徵的相似性。按照概率的觀點「宇宙即是所有隨機事件概率的總和」