אנו מסבירים מהי מולקולה ודוגמאות לקבוצת אטומים זו. כמו כן, הסוגים הקיימים וההבדל שלהם עם האטום.
מהי מולקולה?
מולקולה היא קבוצה של אטומים (מאותו הדבר יסוד כימי או רבים ושונים) שמאורגנים וקשורים זה בזה דרך קישורים כימיים. מולקולה נחשבת גם לחלק הקטן ביותר של a חומר מה שעדיין שומר על התכונות הפיזיקליות והכימיות של החומר. המולקולות הן בדרך כלל יציבות מבחינה כימית וניטרליות מבחינה חשמלית.
ה מצב צבירה של חומר תלוי ברובו במבנה ובסוגי האטומים המרכיבים את המולקולות שלו, שכן אלו קובעים את כוחות האינטראקציות בין אלה חלקיקים. במובן זה, מוצק הן תרכובות שיש להן הפרדה קטנה מאוד בין המולקולות שלהן, לנוזלים יש הפרדה בינונית או בינונית בין המולקולות שלהם גזים יש להם הרבה הפרדה בין המולקולות שלהם.
חקר מולקולות והן מִנוּחַ הוא מבין לא רק את מספר האטומים המרכיבים אותם ואת התכונות שהם מציגים, אלא גם את הבנתם ממודל תלת מימדי של הקשרים והמבנים שלהם, כלומר של הארגון במרחב של האטומים המרכיבים אותם. זה אומר שיש מולקולות בעלות הרכב אטומי זהה אבל מבנים מרחביים שונים (ובגלל זה קוראים למולקולות האלה אחרת).
מולקולות נפוצות מאוד ב כימיה אורגנית, שכן הם חלק מגזים אטמוספריים ו אוקיינוסים. עם זאת, קיימות בקרום כדור הארץ מספר רב של תרכובות כימיות שאינן מולקולריות. לדוגמה, רוב ה מתכות ומינרלים מה קרום כדור הארץ הם לא מולקולות. מצד שני, גם הגבישים המרכיבים את המלחים אינם מולקולות, למרות שהם מורכבים מיחידות חוזרות.
זה יכול לשרת אותך: קשר מתכתי, קשר קוולנטי, קשר יוני
דוגמאות למולקולות
כמה דוגמאות למולקולות נפוצות הן:
- חמצן: O2
- חומצה הידרוכלורית: HCl
- פחמן חד חמצני: CO
- חומצה גופרתית: H2SO4
- אתנול: C2H5OH
- חומצה זרחתית: H3PO4
- גלוקוז: C6H12O6
- כלורופורם: CHCl3
- סוכרוז: C12H22O11
- חומצה פארא-אמינו-בנזואית: C7H7NO2
- אצטון: C3H6O
- תאית: (C6H10O5) n
- טריניטרוטולואן: C7H5N3O6
- חנקתי כסף: AgNO3
- אוריאה: CO (NH2) 2
- אמוניה: NH3
סוגי מולקולות
פולימרים מורכבים ממקרומולקולות.
ניתן לסווג מולקולות לפי מורכבות המבנה שלהן:
- מולקולות בדידות. יש להם מספר מוגדר של אטומים, או של אותם יסודות או של יסודות כימיים שונים. ניתן לסווג אותם, בתורם, לפי מספר האטומים השונים המרכיבים את המבנה שלהם: מולקולות מונוטומיות (אותו סוג של אטום), מולקולות דיאטומיות (שני סוגי אטומים), מולקולות טריאטומיות (שלושה סוגי אטומים), טטראאטומיות. מולקולות (ארבעה סוגי אטומים) וכו'.
- מקרומולקולות אוֹ פולימרים. זה השם שניתן לשרשראות מולקולריות גדולות. הם מורכבים מחתיכות פשוטות יותר, המחוברות יחד כדי להשיג רצפים נרחבים ואשר רוכשות תכונות חדשות וספציפיות. ה פלסטיק, למשל, הם חומר מרוכב ממקרומולקולות אורגניות.
קוטביות היא תכונה שיש למולקולות והיא קשורה קשר הדוק להפרדה של מטענים חשמליים שיש לה או שנוצרים בתוך כל מולקולה. תכונה זו משפיעה על מסיסות, שכן חומרים קוטביים ממיסים חומרים קוטביים וחומרים א-קוטביים ממיסים רק חומרים א-קוטביים, אם כי תמיד יש מצבי ביניים. ה נקודות התכה י רְתִיחָה, ואפילו מצבי צבירה, מושפעים גם הם מקוטביות. לכן, ניתן לסווג מולקולות גם לפי הקוטביות שלהן ב:
- מולקולות קוטביות. הם אלו שנוצרו על ידי אטומים בעלי אלקטרושליליות שונה, כלומר, האטום בעל האלקטרושליליות הגדולה יותר מושך כלפי עצמו ובכוח גדול יותר את האלקטרונים של הקשר, כך שנשאר צְפִיפוּת מטען שלילי סביבו. במקום זאת, צפיפות מטען חיובית תישאר על האטום הפחות אלקטרוני שלילי. תהליך זה יוביל לבסוף להיווצרות דיפול, שהוא מערכת של שני מטענים בסימן הפוך ובגודל שווה.
- מולקולות לא קוטביות. הם אלה שלאטומים שלהם יש אלקטרושליליות זהה, כלומר, הם אינם מציגים אי שוויון ביחס למשיכת ה אלקטרונים והם שומרים על מטען ניטרלי במצב רגיל.
הסימטריה של מולקולה (המיקום שכל אחד מהאטומים שלה תופס במבנה שלה) יכולה גם להשפיע אם מולקולה היא קוטבית או אפולרית. ישנן מולקולות המורכבות מאטומים בעלי אלקטרושליליות שונה, אך לא קוטבית באותה מידה, מכיוון שכאשר מוסיפים את צפיפות המטען של חלקים שונים של המולקולה, המטענים הללו מתבטלים, והמולקולה נטענת לבסוף באופן ניטרלי, כלומר ללא מטען חשמלי.
הבדלים בין אטום למולקולה
מולקולות מורכבות מאטומים המקושרים ביניהם על ידי קשרים כימיים, ולכן אטומים הם חלקיקים קטנים יותר ממולקולות. למעשה, רוב המולקולות יכולות לעבור שיבוש או תְמוּגָה של הקשרים הכימיים שלהם, הופכים למולקולות פשוטות יותר, או ליסודות כימיים טהורים, כלומר, אטומים.
מולקולת מים
מולקולת מים מכילה רק שני יסודות: אטום חמצן ושני מימן (H2O) המקושרים באופן קוולנטי. זה התגלה בשנת 1782 הודות לכימאי הנרי קוונדיש, שכן מים נחשבו ליסוד מאז ימי קדם.
למים יש מבנה לא ליניארי. שני אטומי המימן שלו קשורים לאטום החמצן ויוצרים זווית של 104.5º זה לזה. חלוקה זו של האטומים שלו, מתווספת לערך האלקטרושליליות הגבוה של אטום החמצן, מייצרת היווצרות של דיפול חשמלי שקובע את הקוטביות של מים. לכן, מים הם מולקולה קוטבית.
מים נחשבים לממס האוניברסלי, מכיוון שכמעט כל החומרים יכולים להיות מומסים בהם. חומרים מסיסים במים הם קוטביים ונקראים הידרופיליים. חומרים לא קוטביים (א-קוטביים), כמו נפט או בנזין, נקראים הידרופוביים ואינם מתמוססים במים.
מולקולת המים, הנמצאת בשפע מאוד על הפלנטה שלנו, היא גם חלק מחומרים אורגניים רבים ומגופים של בעלי חיים וה צמחים.