Het is bekend dat alle stoffen uit moleculen bestaan. Maar waar zijn de moleculen zelf van gemaakt? Laten we dit probleem in meer detail bekijken.
Wat is een molecuul?
De naam "molecuul" komt van het Latijnse molecuul - het is een verkleinwoord van het woord mol (massa vertaald). Hun bestaan werd voor het eerst bewezen in een experiment in 1906 door J. Perrin, een Franse natuurkundige, toen hij Brownse beweging bestudeerde.
In de chemie is dit de naam van een afzonderlijk materiedeeltje, dat bestaat uit 2 of meer atomen die met elkaar zijn verbonden door covalente bindingen. De kwantummechanica definieert het als een systeem dat niet uit atomen bestaat, maar uit hun kernen en elektronen die ermee in wisselwerking staan.
Interessant feit: Fysica noemt moleculen niet alleen polyatomaire deeltjes, maar ook monatomische deeltjes, bestaande uit atomen die niet zijn verbonden door chemische bindingen (zuiver kwik of inerte gassen). In dit geval worden de concepten "molecuul" en "atoom" gecombineerd.
Meestal zijn de moleculen elektrisch neutraal, omdat het aantal protonen en elektronen daarin hetzelfde is, maar er zijn moleculen die een elektrische lading hebben (ze worden ionen genoemd).
Deeltjes van een stof met een hoog molecuulgewicht worden macromoleculen genoemd. Ze bestaan uit eiwitten, nucleïnezuren, enzymen, polysacchariden, aminozuren, complexe lipiden en individuele kunstmatig gecreëerde verbindingen, bijvoorbeeld polymeren. Ze bevatten honderdduizenden atomen. Derivaten van koolwaterstoffen - organische stoffen en biopolymeren hebben in de regel niet alleen een grote massa, maar zijn ook complexer dan anorganische verbindingen.
Moleculaire structuur
Het molecuul van elke verbinding heeft dezelfde samenstelling, het heeft altijd hetzelfde aantal atomen, chemische eigenschappen zijn afhankelijk van de valentiebindingen die ze bij elkaar houden. De klassieke theorie beschouwt het molecuul als een dynamische structuur die bestaat uit atoomkernen en hun groepen en een bepaald aantal elektronen op interne en externe niveaus.
Chemische bindingen vormen meestal alleen externe elektronen. Een binding ontstaat door 1,2 of 3 paar elektronen van 2 naburige atomen (waardoor een elektronenwolk ontstaat). De interactie-energie van atomen hangt af van de afstand waarop ze zich bevinden en draagt onder normale omstandigheden bij aan de stabiliteit van het molecuul: het zorgt ervoor dat atomen niet te dicht bij elkaar komen.
Atomen kunnen positief en negatief worden geladen; hun aantal is altijd constant. De structuur en samenstelling van de moleculen van een bepaalde stof wordt niet beïnvloed door de manier waarop deze is verkregen, dat wil zeggen dat een kunstmatig geproduceerde stof precies hetzelfde zal zijn als natuurlijk.
De moleculaire samenstelling is geschreven met chemische formules. De structuur bepaalt welke fysische eigenschappen een stof zal hebben.
Interessant feit: organisch materiaal, water, kooldioxide smelten en koken bij relatief lage temperaturen en behouden hun structuur in vaste toestand. Veel anorganische stoffen bestaan niet uit moleculen, maar uit atomen (kristallen, pure metalen, etc.).
Moleculen in de wetenschap
In de chemie is dit het basisconcept, de moleculaire structuur wordt bepaald op basis van chemische reacties met een stof.Het is ook mogelijk, wetende de structuur, om vast te stellen wat de reacties zullen zijn. Als resultaat van chemische studies werd het grootste deel van de kennis over moleculaire functionaliteit en structuur verkregen.
De structuur in de natuurkunde verklaart de fysische eigenschappen van vloeistoffen, gassen en vaste stoffen. De mobiliteit van de moleculen bepaalt hoe snel een stof bij contact in een ander kan doordringen, het viscositeitsniveau en het warmtegeleidingsvermogen.
In de biologie zijn moleculaire eigenschappen en ruimtelijke structuur van het grootste belang, omdat alle levende wezens functioneren vanwege het delicate evenwicht van de interactie tussen moleculen (chemisch en niet-chemisch).
De vraag waaruit moleculen bestaan, kan op deze manier worden beantwoord - van een bepaald aantal atomen die met elkaar zijn verbonden door chemische bindingen. Alle stoffen op de planeet zijn opgebouwd uit moleculen.waarvan de fysische en chemische eigenschappen worden bepaald door de structuur en samenstelling van de moleculen.