Estructura molecular.
Àtoms, electrons, neutrons i protons

Què és una molècula?

Què és una molècula?

Una molècula és un conjunt d'àtoms units químicament. La càrrega elèctrica de les molècules és neutra.

Hi ha una definició de molècula més antiga que és menys general i menys precisa: "Una molècula és la parete més petita d'una substància que pot tenir existència independent i estable conservant les seves propietats químiques i certes propietats fisicoquímiques." Segons aquesta definició podien existir molècules amb un únic àtom.

Tipus de molècules

Les molècules poden ser formades de dues maneres diferents:

  • Molècules discretes: les molècules poden estar formades per un nombre ben definit d'àtoms (generalment un nombre petit). Les entitats que constitueixen en aquest cas es diuen molècules discretes. Aquestes molècules solen existir tant en estat gasós com en estat condensat. Un exemple de molècules discretes són les molècules d'hidrogen o de glucosa.
  • Molècules gegants. En aquest segon cas les molècules poden estar formades per agregats d'àtoms o ions que existeixen només en estat condensat. Aquestes estructures s'estenen indefinidament en l'espai. En aquest cas distingim tres sub-grups: si es exteiden en una direcció les llamaos cadenes infinites, si s'estenen en dues en una direccions les anomenem cadenes infinites), si s'estenen en tres direccions les anomenem estructures tridimensionals infinites. En aquests darrers casos les molècules són anomenades molècules gegants. Com a exemples de molècules gegants tenim un cristall iònic, una sal fosa, un metall sòlid o fos, un sòlid covalent (com el diamant o la sílice, en què tots els àtoms queden units als veïns més pròxims per enllaços covalents d'igual força ).

Els sòlids dits moleculars (constituïts per cristalls on les molècules ocupen els nusos del reticle) i els líquids moleculars, normals o associats, són agregats de molècules discretes. En aquests tipus de eztructuras les forces que mantenen la cohesió entre les molècules (forces de van der Waals o enllaços hidrogen) són molt més febles que les forces de valència que enllacen els àtoms a l'interior de la molècula. En conseqüència, les distàncies intermoleculars són netament més elevades que les intramoleculars.

Què són les macromolècules?

Les macromolècules són molècules gegants on els enllaços entre els àtoms són de naturalesa covalent.

Les molècules discretes també puden ser macromolècules. En aquest cas, les molècules discretes només poden ser macromolècules en estat condensat quan són constituïdes per un nombre molt elevat d'àtoms. Les macromolècules discretes poden agrupar també d'una manera ordenada formant cristalls.

Moviment de les molècules

En el cas dels gasos les molècules són animades a temperatura ambient amb moviments ràpids de translació i de rotació. En el cas dels sòlids i líquids moleculars hi ha sobretot oscil·lacions al voltant de posicions d'equilibri.

Els àtoms que constitueixen les molècules són en posicions geomètricament definides encara que a l'interior de les molècules hi ha moviments de vibració. D'aquesta manera les molècules discretes tenen forma i es pot parlar de distàncies i d'angles d'enllaç. Tanmateix, aquestes distàncies i aquests angles no són absolutament fixos.

Energia de les molècules

Les energies rotacional, vibracional i electrònica de les molècules es poden quantificar. Els intercanvis d'energia amb radiació electromagnètica donen lloc als espectres moleculars. L'energia total de les molècules depèn de la temperatura (en particular l'energia dels moviments de vibració dels àtoms en el seu interior). A temperatures prou altes les vibracions es converteixen de tal amplitud que les molècules es dissocien en els àtoms que les composen.

Encara que les molècules són elèctricament neutres, les molècules estan formades per àtoms (electrons, protons i neutrons), és a dir, per partícules carregades. Cridem molècules no polars si la distribució de les càrregues elèctriques està simètrica. En càncer, anomenem molècules polars si és asimètrica.

Característiques i models de les molècules

El nombre d'elements químics descoberts és de 116. No obstant això, hi ha dos milions de ustancias químiques identificades. Per aquest motiu és important la definició dels paràmetres característics de les molècules com l'energia dels seus enllaços, les seves longituds, els angles i el moment dielèctric a més de la geometria molecular.

Model de Lewis

La formació de molècules es pot il·lustrar amb un seguit de models. El més antic és el model de Lewis, que explica la formació d'enllaços moleculars per la necessitat d'obtenir per cada àtom una configuració electrònica de gas noble. Es ttata de la regla de l'octet, que no es compleix sempre.

Model molecular d'enllaç de valència

El model de l'enllaç de valència, més actualitzat, considera la superposició (axial o lateral) d'orbitals atòmics de diferents àtoms. Aquesta teoria es complementa amb la introducció de la hibridació d'orbitals, que permet explicar les configuracions espacials de les molècules.

Model dels orbitals de moleculars

Un tercer model és el dels orbitals moleculars. Segons aquest model els orbitals atòmics s'enllacen entre ells per formar orbitals moleculars. Els orbitals moleculars són compartits pels dos àtoms que formen els enllaços. Els electrons que es troben situats en els orbitals moleculars pertanyen als nuclis de tots dos àtoms vegada.

Actualment la investigació molecular se centra cada vegada més en molècules complexes (per exemple les molècules biològiques) i en macromolècules (per exemple els polímers).

valoración: 2.7 - votos 10

Última revisió: 8 de novembre de 2016

Tornar