Znano je, da so vse snovi sestavljene iz molekul. Toda iz česa so sestavljene same molekule? Oglejmo si to vprašanje podrobneje.
Kaj je molekula?
Ime "molekula" izvira iz latinske molekule - je pomanjšava besede moles (množično prevedeno). Njihov obstoj je prvič preizkusil v poskusu leta 1906 J. Perrin, francoski fizik, ko je preučeval Brownovo gibanje.
V kemiji je to ime ločenega delca snovi, ki je sestavljen iz 2 ali več atomov, povezanih skupaj s kovalentnimi vezmi. Kvantna mehanika ga opredeljuje kot sistem, ki ni sestavljen iz atomov, temveč iz njihovih jeder in elektronov, ki z njimi delujejo.
Zanimivo dejstvo: Fizika imenuje molekule ne le večatomatnih delcev, ampak tudi monatomske, sestavljene iz atomov, ki niso povezani s kemičnimi vezmi (čisto živo srebro ali inertni plini). V tem primeru sta pojma "molekula" in "atom" združena.
Običajno so molekule električno nevtralne, saj je število protonov in elektronov v njih enako, vendar obstajajo molekule, ki imajo električni naboj (imenujemo jih ioni).
Delci snovi z visoko molekulsko maso se imenujejo makromolekule. Sestavljajo jih beljakovine, nukleinske kisline, encimi, polisaharidi, aminokisline, kompleksni lipidi in posamezne umetno ustvarjene spojine, na primer polimeri. Vključujejo stotine in tisoče atomov. Izvedeni derivati ogljikovodikov - organske snovi in biopolimeri praviloma nimajo le velike mase, ampak so tudi bolj zapleteni kot anorganske spojine.
Molekularna struktura
Molekula katere koli spojine ima enako sestavo, vedno ima enako število atomov, kemijske lastnosti so odvisne od valenčnih vezi, ki jih držijo skupaj. Klasična teorija obravnava molekulo kot dinamično strukturo, ki jo sestavljajo atomska jedra in njihove skupine ter določeno število elektronov, ki se nahajajo na notranji in zunanji ravni.
Kemične vezi običajno tvorijo samo zunanje elektrone. Vezo ustvari 1,2 ali 3 pari elektronov 2 sosednjih atomov (posledica tega se pojavi oblak elektronov). Energija medsebojnih vplivov atomov je odvisna od razdalje, na kateri se nahajajo, in prispeva k stabilnosti molekule v običajnih pogojih: ne omogoča, da se atomi preveč zbližajo.
Atome lahko polnimo pozitivno in negativno, njihovo število je vedno konstantno. Na strukturo in sestavo molekul določene snovi ne vpliva način pridobivanja, torej bo umetno proizvedena snov popolnoma enaka naravni.
Molekularna sestava je napisana s pomočjo kemijskih formul. Struktura določa, katere fizikalne lastnosti bo imela snov.
Zanimivo dejstvo: organske snovi, voda, ogljikov dioksid se stopijo in vrejo pri sorazmerno nizkih temperaturah in ohranijo svojo strukturo v trdnem stanju. Mnoge anorganske snovi niso sestavljene iz molekul, ampak iz atomov (kristali, čiste kovine itd.).
Molekule v znanosti
V kemiji je to osnovni koncept, molekularna struktura je določena na podlagi kemijskih reakcij s snovjo.Mogoče je tudi, če poznamo strukturo, ugotoviti, kakšne bodo reakcije. Kot rezultat kemijskih raziskav je bila pridobljena večina znanja o molekularni funkcionalnosti in strukturi.
Struktura v fiziki pojasnjuje fizikalne lastnosti tekočin, plinov in trdnih snovi. Mobilnost molekul določa, kako hitro lahko snov prodre v drugo ob stiku, stopnji viskoznosti in hitrosti toplotne prevodnosti.
V biologiji so molekularne lastnosti in prostorska zgradba izjemnega pomena, saj vsa živa bitja delujejo zaradi občutljivega ravnotežja medsebojnih molekul (kemičnih in nekemičnih).
Na vprašanje, iz katerih sestavljenih molekul je mogoče odgovoriti na ta način - iz določenega števila atomov, povezanih s kemičnimi vezmi. Vse snovi na planetu so sestavljene iz molekul.katerih fizikalne in kemijske lastnosti so določene s strukturo in sestavo molekul.
