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È noto che tutte le sostanze sono composte da molecole. Ma di cosa sono fatte le molecole stesse? Diamo un'occhiata a questo problema in modo più dettagliato.
Cos'è una molecola?
Il nome "molecola" deriva dalla molecola latina - è un diminutivo della parola moli (tradotto in massa). La loro esistenza fu provata per la prima volta in un esperimento nel 1906 da J. Perrin, un fisico francese, quando studiò il moto browniano.
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In chimica, questo è il nome di una particella separata di una sostanza, che consiste di 2 o più atomi collegati tra loro da legami covalenti. La meccanica quantistica lo definisce come un sistema costituito non da atomi, ma dai loro nuclei ed elettroni che interagiscono con essi.
Fatto interessante: La fisica chiama molecole non solo particelle poliatomiche, ma anche particelle monatomiche, costituite da atomi non collegati da legami chimici (mercurio puro o gas inerti). In questo caso, i concetti di "molecola" e "atomo" sono combinati.
Di solito le molecole sono elettricamente neutre, poiché il numero di protoni ed elettroni in esse è lo stesso, ma ci sono molecole che hanno una carica elettrica (sono chiamate ioni).
Le particelle di una sostanza ad alto peso molecolare sono chiamate macromolecole. Sono costituiti da proteine, acidi nucleici, enzimi, polisaccaridi, aminoacidi, lipidi complessi e singoli composti creati artificialmente, ad esempio polimeri. Includono centinaia e migliaia di atomi. Derivati degli idrocarburi - le sostanze organiche e i biopolimeri, di regola, non solo hanno una grande massa, ma sono anche più complessi dei composti inorganici.
Struttura molecolare
La molecola di qualsiasi composto ha la stessa composizione, ha sempre lo stesso numero di atomi, le proprietà chimiche dipendono dai legami di valenza che li tengono insieme. La teoria classica considera la molecola come una struttura dinamica costituita da nuclei atomici e dai loro gruppi e da un certo numero di elettroni situati a livello interno ed esterno.
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I legami chimici di solito formano solo elettroni esterni. Un legame viene creato da 1,2 o 3 coppie di elettroni di 2 atomi vicini (a seguito del quale appare una nuvola di elettroni). L'energia di interazione degli atomi dipende dalla distanza alla quale si trovano e contribuisce alla stabilità della molecola in condizioni normali: non consente agli atomi di avvicinarsi troppo.
Gli atomi possono essere caricati positivamente e negativamente; il loro numero è sempre costante. La struttura e la composizione delle molecole di una determinata sostanza non sono influenzate dal modo in cui è stata ottenuta, ovvero una sostanza prodotta artificialmente sarà esattamente la stessa di quella naturale.
La composizione molecolare è scritta usando formule chimiche. La struttura determina quali proprietà fisiche possiederà una sostanza.
Fatto interessante: la materia organica, l'acqua, l'anidride carbonica si sciolgono e bollono a temperature relativamente basse e mantengono la loro struttura allo stato solido. Molte sostanze inorganiche non sono costituite da molecole, ma da atomi (cristalli, metalli puri, ecc.).
Molecole nella scienza
In chimica questo è il concetto base, la struttura molecolare è determinata sulla base di reazioni chimiche con una sostanza.È anche possibile, conoscendo la struttura, stabilire quali saranno le reazioni. Come risultato di studi chimici, è stata ottenuta la maggior parte delle conoscenze sulla funzionalità e struttura molecolare.
La struttura in fisica spiega le proprietà fisiche di liquidi, gas e solidi. La mobilità delle molecole determina la velocità con cui una sostanza è in grado di penetrare in un'altra al contatto, il livello di viscosità e la conducibilità termica.
In biologia, le proprietà molecolari e la struttura spaziale sono di fondamentale importanza, poiché tutti gli esseri viventi funzionano a causa del delicato equilibrio dell'interazione tra molecole (chimica e non chimica).
La domanda su cosa consistano le molecole può essere risolta in questo modo - da un certo numero di atomi uniti da legami chimici. Tutte le sostanze sul pianeta sono costituite da molecole.le cui proprietà fisiche e chimiche sono determinate dalla struttura e dalla composizione delle molecole.