Molekülstruktur.
Atome, Elektronen, Neutronen und Protonen

Das Molekül. Was ist das?

Das Molekül. Was ist das?

Ein Molekül ist ein Satz von chemisch gebundenen Atomen. Die elektrische Ladung der Moleküle ist neutral.

Es gibt eine Definition eines älteren Moleküls, das weniger allgemein und weniger genau ist: "Ein Molekül ist der kleinste Teil einer Substanz, die eine unabhängige und stabile Existenz haben kann, während sie ihre chemischen Eigenschaften und gewissen physikochemischen Eigenschaften bewahrt." Durch diese Definition könnte es Moleküle mit einem einzigen Atom geben.

Arten von Molekülen

Moleküle können auf zwei verschiedene Arten gebildet werden:

  • Diskrete Moleküle: Moleküle können aus einer wohldefinierten Anzahl von Atomen bestehen (meist eine kleine Zahl). Die Entitäten, die in diesem Fall sind, werden als diskrete Moleküle bezeichnet. Diese Moleküle existieren gewöhnlich sowohl im gasförmigen Zustand als auch im kondensierten Zustand. Ein Beispiel für diskrete Moleküle sind Wasserstoff oder Glukosemoleküle.
  • Riesige Moleküle. In diesem zweiten Fall können die Moleküle von Aggregaten von Atomen oder Ionen gebildet werden, die nur in kondensiertem Zustand existieren. Diese Strukturen erstrecken sich unendlich im Raum. Hier unterscheiden wir drei Untergruppen: Wenn in eine Richtung erstrecken, die llamaos unendliche Ketten, wenn in zwei Richtungen in der Anruf unendlichen Ketten) erstreckt, verlängert, wenn in drei Richtungen des Ruf unendlich dimensionale Strukturen. In diesen letzteren Fällen werden die Moleküle gigantische Moleküle genannt. Beispiele für Riesenmoleküle haben einen ionischen Kristall, ein geschmolzenes Salz, ein festes oder geschmolzenes Metall, feste kovalente (wie Diamanten oder Kieselsäure, in der alle Atome zu den nächsten Nachbarn über kovalente Bindungen von gleicher Stärke gebunden sind, ).

Die festen molekularen Finger (gebildet durch Kristalle, in denen die Moleküle die Gitterknoten einnehmen) und die normalen oder assoziierten molekularen Flüssigkeiten sind Aggregate diskreter Moleküle. Bei diesen Arten von Strukturen sind die Kräfte, die den Zusammenhalt zwischen den Molekülen beibehalten (van der Waals-Kräfte oder Wasserstoffbrücken), viel schwächer als die Valenzkräfte, die die Atome im Molekül binden. Folglich sind intermolekulare Abstände deutlich höher als intramolekulare Abstände.

Was sind Makromoleküle?

Makromoleküle sind riesige Moleküle, wo die Bindungen zwischen Atomen in der Natur kovalent sind.

Diskrete Moleküle können auch Makromoleküle sein. In diesem Fall können die diskreten Moleküle nur Makromoleküle im kondensierten Zustand sein, wenn sie aus einer sehr hohen Atomzahl bestehen. Die diskreten Makromoleküle können auch in geordneter Weise geformt werden, die Kristalle bilden.

Bewegung der Moleküle

Im Falle von Gasen werden die Moleküle bei Raumtemperatur mit schnellen Translations- und Rotationsbewegungen animiert. Im Falle von Festkörpern und Molekularflüssigkeiten gibt es hauptsächlich Schwingungen um Gleichgewichtspositionen.

Die Atome, die die Moleküle bilden, sind in geometrisch definierten Positionen, obwohl innerhalb der Moleküle Vibrationsbewegungen sind. Auf diese Weise haben die diskreten Moleküle Gestalt und man kann von Entfernungen und von Winkeln der Verbindung sprechen. Allerdings sind diese Abstände und Winkel nicht absolut fixiert.

Energie der Moleküle

Die kinetische Energie (Rotation, Vibrations) und die elektronische Energie der Moleküle können quantifiziert werden. Der Energieaustausch mit elektromagnetischer Strahlung führt zu molekularen Spektren. Die Gesamtenergie der Moleküle hängt von der Temperatur ab (insbesondere der Energie der Schwingungsbewegungen der Atome im Inneren). Bei ausreichend hohen Temperaturen werden die Vibrationen von einer solchen Amplitude umgewandelt, daß die Moleküle in den Atomen, die sie bilden, dissoziieren.

Obwohl Moleküle elektrisch neutral sind, bestehen Moleküle aus Atomen (Elektronen, Protonen und Neutronen), dh geladenen Teilchen. Wir nennen nichtpolare Moleküle, wenn die Verteilung der elektrischen Ladungen symmetrisch ist. Bei Krebs nennen wir polare Moleküle, wenn es asymmetrisch ist.

Eigenschaften und Modelle von Molekülen

Die Zahl der entdeckten chemischen Elemente ist 116. Allerdings gibt es zwei Millionen Chemikalien identifiziert. Aus diesem Grund ist es wichtig, die charakteristischen Parameter der Moleküle als die Energie ihrer Bindungen, ihre Längen, ihre Winkel und das dielektrische Moment zusätzlich zur molekularen Geometrie zu definieren.

Lewis Modell

Die Bildung von Molekülen kann mit einer Reihe von Modellen illustriert werden. Das älteste ist das Lewis-Modell, das die Bildung von molekularen Bindungen durch die Notwendigkeit erklärt, für jedes Atom eine elektronische Konfiguration von Edelgas zu erhalten. Das ist die Oktettregel, die nicht immer wahr ist.

Molekulares Modell der Valenzbindung

Das aktuellste Valenzbindungsmodell betrachtet die Überlappung (axial oder lateral) der Atomorbitale verschiedener Atome. Diese Theorie wird durch die Einführung der Orbitalhybridisierung ergänzt, die die räumlichen Konfigurationen von Molekülen erklärt.

Modell der molekularen Orbitale

Ein drittes Modell ist das der molekularen Orbitale. Nach diesem Modell sind die Atomorbitale miteinander verbunden, um molekulare Orbitale zu bilden. Molekulare Orbitale werden von den beiden Atomen geteilt, die die Bindungen bilden. Die Elektronen, die sich in den molekularen Orbitalen befinden, gehören zu den Kernen beider Atome statt.

Die molekulare Forschung konzentriert sich zunehmend auf komplexe Moleküle (zB biologische Moleküle) und auf Makromoleküle (zB Polymere).

valoración: 3.1 - votos 8

Geändert am: 8. November 2016

Zurück