Зміст
Атоми - основні складові всього у Всесвіті. Різні їх властивості поділяють їх на 118 елементів, які можуть поєднуватися мільйонами способів. Вчені називають ці комбінації молекул і сполук атомів. Молекули складають кожен знайомий вам предмет, з повітря, яке ви дихаєте, до легенів, які приймають його. Вчені широко працюють з речовинами, виготовленими з молекул, тому важливо знати, що таке молекула і якими властивостями вона володіє.
Що таке молекули та сполуки?
Молекула - це два або більше атомів, хімічно з’єднаних між собою. Якщо принаймні два різні елементи складають молекулу, це називається сполукою. Наприклад, газ водню (H2) та вода (H2O) - це молекули, але вода також є сполукою, оскільки вона складається з водню та кисню. Молекула діє як одна одиниця і є найменшим шматочком речовини, який збереже всі властивості цієї речовини. Наприклад, якщо ви розклали цукор (C12H22O11) на що-небудь менше, ніж його молекулярний рівень, він більше не буде цукром. Це були б окремі атоми вуглецю, водню та кисню.
Як формуються молекули?
Кожен атом складається з позитивно заряджених протонів і негативно заряджених електронів. Ці електрони розташовані в рівнях, званих орбіталями або оболонками. Найбільш енергетичні електрони мешкають у самій зовнішній орбіталі, що називається валентною оболонкою, і їх можна спільно використовувати з іншими атомами, утворюючи молекулу. Кількість електронів, яку може утримувати орбіталь, визначає, який тип молекул буде утворюватися. Наприклад, хлор (Na) може прийняти лише один електрон до того, як його валентна оболонка заповниться. Тому він може комбінувати з одним атомом натрію для отримання кухонної солі (NaCl), але не двома, щоб утворити Na2Cl.
Типи молекул
Молекули можуть бути ковалентними, полярними ковалентними, іонними або металевими. Ковалентні сполуки утворюються, коли два атоми ділять свої електрони порівну. Щоб це відбулося, обидва атоми повинні мати однакову електронегативність або тягнути на себе електрони. Тільки однакові атоми мають абсолютно однакову електронегативність, тому справжні ковалентні зв’язки утворюються лише між елементами, які зв'язуються між собою, наприклад, водень (H2). Атоми, які ділять свої електрони трохи нерівномірно, називаються полярними ковалентними молекулами. У цьому типі сполуки один атом має дещо сильніший потяг на електрон, ніж інший; тому електрон витрачає більше часу навколо сильнішого атома, створюючи тимчасовий позитивний і негативний кінець. Іонні сполуки утворюються, коли один атом має набагато сильніший потяг на електрон, ніж інший атом, і змушує його контролювати більшу частину часу. Атоми металів вільно ділять свої електрони з багатьма атомами, викликаючи потік електронів, що робить їх хорошими провідниками електрики.
З’єднання Vs. Суміш
Два елементи повинні хімічно з’єднуватися, утворюючи молекулу; тобто вони повинні ділити електрони. Якщо вони поєднуються таким чином, що вони здаються єдиною речовиною, але хімічно не з’єднуються, це суміш. Наприклад, вода є сполукою, оскільки водень і кисень ділять електрони. Цукрова вода - це суміш; хоча його компоненти фізично змішуються, вони хімічно не пов'язані. Суміш, як правило, нагадує її компоненти так само, як цукрова вода на смак солодка, як цукор, і залишається рідкою, як вода. З'єднання не зберігатимуть властивості своїх компонентів. Наприклад, кухонна сіль (NaCl) виготовляється з натрію, який спалахне полум’ям, коли вона торкається води, та хлору, який є дезінфікуючим засобом. Однак, коли ви складете їх, вони утворюють стійку їстівну речовину.