Molekyldefinisjon og eksempler

Et molekyl kan defineres som en gruppe av to eller flere atomer bundet sammen av kovalente bindinger, og danner dermed diskrete elektrisk nøytrale enheter med konstant sammensetning som utgjør de minste mulige enhetene som opprettholder sammensetningen og egenskapene til et rent kjemisk stoff.

Molekyler kan være sammensatt av samme klasse av atomer, og dermed danne homonukleære arter som tilsvarer de forskjellige allotropene til kjemiske elementer. For eksempel er gassformig oksygen en allotrop av oksygen som består av O ₂ molekyler (det vil si molekyler av to oksygenatomer), mens ozon (O ₃ ) molekyler er bygd opp av tre oksygenatomer og representerer en annen naturlig allotrop. .

Molekyler kan også bestå av atomer av mer enn ett element, noe som gir opphav til molekylære kjemiske forbindelser. Det enkleste eksemplet er vann, som er bygd opp av H ₂ O-molekyler, bygd opp av to hydrogenatomer bundet til ett oksygenatom.

Molekyler kan variere fra veldig små, bygd opp av så få som to atomer (det minste av alle er hydrogenmolekylet, H ₂ ) til veldig store, bygd opp av tusenvis av atomer (som DNA, proteiner og polysakkarider).

Molekyler og ioniske forbindelser

Selv om vi vanligvis representerer ioniske forbindelser som salter og noen oksider med formler som ligner på de vi bruker for molekyler, er det veldig viktig å klargjøre at ioniske forbindelser generelt ikke anses å være molekyler . Dette er fordi en krystall av en ionisk forbindelse som natriumklorid (NaCl eller vanlig bordsalt) ikke består av diskrete enheter der hvert ion (for eksempel et natriumkation) er bundet til et enkelt motion (for eksempel et kloridanion) som formelen ser ut til å antyde.

I ionisk binding holdes motsatt ladede ioner sammen av elektrostatisk tiltrekning, så et enkelt kation (positivt ladet ion) tiltrekker seg like mye alle de motsatt ladede anionene rundt seg. Det er som å si at hver kation er samtidig bundet til alle anionene rundt seg i den krystallinske strukturen, og samtidig er hvert anion bundet til alle kationene rundt seg.

Av denne grunn kan en ionisk krystall faktisk sees på som et aggregat av millioner av ioner, alle koblet sammen av ioniske bindinger, snarere enn som adskilte, separate partikler som består av grupper av atomer koblet sammen.

Hvorfor omtaler mange mennesker salter som molekyler?

Forvirringen kan komme fra den svært vanlige feilen å referere til formlene som vi representerer ioniske forbindelser med (NaCl, KBr, NaNO ₃ , for eksempel) som molekylformler, når de i virkeligheten er empiriske formler.

Det samme kan sies om molekylvekter. Bare molekylære forbindelser og grunnstoffer (de som består av molekyler) har molekylvekt. Det er feil å referere til vekten av NaCl som molekylvekten til natriumklorid (siden NaCl ikke er et molekyl). I stedet bør det kalles formelvekten, siden det ikke er noe mer enn den ekstra vekten av atomene i den empiriske formelen.

Molekyler og faste stoffer i kovalent nettverk

Til slutt bør det også presiseres at ikke alle stoffer der atomene er koblet sammen ved hjelp av kovalente bindinger regnes som molekyler. Et eksempel på dette er kovalente faste stoffer (eller kovalente nettverksfaststoffer). Disse stoffene er bygd opp av todimensjonale nettverk (ark) eller tredimensjonale atomer koblet sammen med kovalente bindinger.

Det samme skjer med kovalente gitterfaststoffer som med ioniske faste stoffer: det er ingen diskret enhet (annet enn individuelle atomer) som kan representere et molekyl. Av denne grunn regnes ikke stoffer som grafitt og diamant, som består av nettverk av karbonatomer koblet sammen, som molekylære stoffer.

typer molekyler

Molekyler kan klassifiseres på flere måter avhengig av sammensetning, størrelse og opprinnelse:

Typer av molekyler i henhold til deres sammensetning

• Homonukleære molekyler: de er de som er dannet av en enkelt type atomer eller, det som er det samme, av atomer av samme grunnstoff. Dette er molekylene som molekylære elementer som molekylært hydrogen, oksygen og nitrogen er laget av.
• Heteronukleære molekyler: de er de mest tallrike og dannes ved forening av to eller flere typer atomer. Dette betyr at de representerer de diskrete enhetene til molekylære forbindelser. Eksempler inkluderer vann (H ₂ O), karbondioksid (CO ₂ ), metan (CH ₄ ), blant andre.

Typer av molekyler i henhold til deres størrelse

• Diatomiske molekyler: er de som er dannet av bare to atomer, enten de er like eller forskjellige fra hverandre.
• Triatomiske molekyler: er de som dannes av tre atomer, enten de er like eller forskjellige fra hverandre, for eksempel ozon, vann og karbondioksid.
• Små polyatomiske molekyler: består av mer enn 3 atomer. Det er ingen skarp grense mellom små og store molekyler, men de fleste enkle molekyler som glukose (C ₆ H ₁₂ O ₆ ), metan (CH ₄ ), og enda større komplekser på opptil hundrevis av atomer, regnes fortsatt som molekyler. lite.
• Store molekyler eller makromolekyler: Begrepet makromolekyl er nesten alltid reservert for å referere til molekyler som inneholder tusenvis av atomer, og som også dannes ved foreningen av flere mindre molekyler kalt monomerer, etter hverandre. Dette er tilfellet med både naturlige og syntetiske polymerer. Eksempler inkluderer DNA, RNA og polypeptidkjedene til proteiner.

Typer av molekyler i henhold til deres opprinnelse

• Organiske molekyler: disse er de karbonbaserte molekylene som også kan inneholde blant annet hydrogen, oksygen, nitrogen, fosfor, halogener og svovel, og som kommer fra levende vesener, som hydrokarboner, alkoholer og aromatiske forbindelser.
• Uorganiske molekyler: De er det motsatte av organiske molekyler. De har sitt opphav i atmosfæren, i jorda og i vannmasser, men uten innblanding fra levende vesener.
• Biologisk viktige molekyler: Innenfor organiske molekyler er det en gruppe molekyler som er spesielt viktige for liv og cellulære prosesser. Disse molekylene inkluderer blant annet vann, karbohydrater, aminosyrer og proteiner, nukleinsyrer og lipider.

Typer av molekyler i henhold til deres polaritet

• Polare molekyler: er de som har et netto dipolmoment, det vil si at de har polare bindinger hvis dipolmomenter ikke kansellerer hverandre.
• Ikke-polare molekyler: Dette er molekyler som enten ikke har noen polare bindinger, eller dipolmomentene til alle bindingene deres kansellerer hverandre på grunn av molekylær symmetri.

Eksempler på store og små molekyler

Ozon (O ₃ )

Ozon er et eksempel på et uorganisk homonukleært, triatomisk molekyl.

The bucky ball eller fulleren (C ₆₀ )

_{C 60} fulleren er en av de molekylære allotropene av karbon. Den består av molekyler med 60 karbonatomer som danner en kule som ligner på en fotball, så det er et homonukleært molekyl.

Dinitrogentetroksid (N ₂ O ₄ )

Denne brune gassen består av N ₂ O ₄ molekyler , som er små heteronukleære uorganiske molekyler.

Aceton ((CH ₃ ) ₂ C=O)

Aceton er et eksempel på et polart organisk molekyl.

Sukrose ( _{C12H22O11 )} _ _{_} _

Dette karbohydratet er et disakkarid (dannet av to sukkermolekyler koblet sammen) og representerer et organisk molekyl av biologisk betydning.

Globulært aktin (G-aktin)

Globulært aktin er et eksempel på et protein, det vil si et biologisk makromolekyl, i dette tilfellet dannet av foreningen av 374 aminosyrer som danner en kulestruktur.

Referanser

Brown, T. (2021). Kjemi: Sentralvitenskapen. (11. utgave). London, England: Pearson Education.

Chang, R., Manzo, Á. R., Lopez, PS, & Herranz, ZR (2020). Kjemi (10. utgave). New York City, NY: MCGRAW-HILL.

Flowers, P., Neth, EJ, Robinson, WR, Theopold, K., & Langley, R. (2019). Kjemi: Atoms First 2e . Hentet fra https://openstax.org/books/chemistry-atoms-first-2e/pages/1-introduction