¿Qué es una molécula?
Una molécula son dos o más átomos conectados por enlaces químicos, que forman la unidad más pequeña de una sustancia que conserva la composición y las propiedades de esa sustancia. Las moléculas forman la base de la química. Las moléculas se indican con el símbolo del elemento y un subíndice con el número de átomos.
Los átomos son la unidad fundamental de un elemento. Están formados por un núcleo y los electrones circundantes. Cuando un átomo tiene una capa de electrones incompleta, se dice que tiene electrones de valencia. Cuando dos o más átomos se unen para compartir electrones de valencia de la capa exterior, se forma un enlace químico (covalente) y entran en un estado de menor energía. Cuando los átomos se unen, se libera energía en una reacción exotérmica. Si el enlace covalente se rompe y la molécula se divide, requiere un aporte de energía y, por lo tanto, es endotérmica.
Las moléculas diatómicas son cuando solo se combinan dos átomos. Un ejemplo de una molécula diatómica es el monóxido de carbono (CO) hecho de un solo átomo de carbono y uno de oxígeno. Si los dos átomos son el mismo elemento, se llama molécula diatómica homonuclearcomo el oxígeno (O2) y nitrógeno (N2). Las moléculas poliatómicas tienen más de dos átomos, como el agua (H2O) y dióxido de carbono (CO2). Las moléculas más grandes se llaman polímeros y puede estar hecho de miles de átomos.
Los átomos pueden combinarse de muchas maneras diferentes como moléculas. Los mismos átomos pueden combinarse en diferentes proporciones para formar diferentes moléculas. Como ejemplo, dos átomos de hidrógeno y un átomo de oxígeno forman agua (H2O), mientras que dos átomos de hidrógeno y dos átomos de oxígeno forman peróxido de hidrógeno (H2O2). También es posible que los mismos elementos se combinen en las mismas proporciones pero en una configuración física diferente. La estructura física de la molécula puede determinar sus propiedades. Un ejemplo está en el agua: los dos átomos de hidrógeno colocados a 120 grados de distancia crean una ligera carga eléctrica direccional que le da al agua sus capacidades disolventes.
El peso molecular de una molécula es la suma de los pesos atómicos de todos sus átomos constituyentes. Número de Avogadro (6.02214076 × 1023) es el número de moléculas que constituye el peso atómico de una molécula en gramos (g). Por ejemplo, el agua son dos átomos de hidrógeno con un peso de 1 g cada uno y un átomo de oxígeno con un peso de 16 g, lo que significa que un mol de moléculas de agua pesa 18 g.
La palabra molécula proviene del latín molécula es decir, una unidad de masa. Este nombre debía abarcar su significado original de “la unidad más pequeña de una sustancia que aún conserva las propiedades de esa sustancia”. En 1873, James Maxwell definió átomo y molécula: “Un átomo es un cuerpo que no se puede dividir en dos; una molécula es la porción más pequeña posible de una sustancia particular”. Dado que las moléculas fueron nombradas antes de que se descubriera su verdadera naturaleza, condujo a lo que ahora es una definición inexacta y debatida.
compuestos no moleculares
Muchos compuestos no se ajustan a la definición estricta de molécula, pero son comunes en la química y en la vida cotidiana. Algunos ejemplos de estructuras que no son de naturaleza molecular son los cristales, minerales y metales.
Los gases nobles son elementos que no tienen electrones de valencia y, por tanto, no necesitan formar enlaces covalentes para estabilizarse. Algunos pueden considerarlos una molécula compuesta de un solo átomo.
En sales y enlaces iónicos no existen enlaces covalentes convencionales, por lo que no se consideran moléculas. Por ejemplo, la sal de mesa (cloruro de sodio) forma una estructura reticular que se mantiene unida por enlaces iónicos. En un enlace iónico, los electrones pueden ser compartidos por muchos átomos en lugar de solo dos como en un enlace covalente. Estos enlaces químicos no dan como resultado una separación clara de las moléculas individuales. Estas estructuras químicas se expresan como las proporciones de sus elementos constituyentes.
Los metales no utilizan enlaces covalentes y no se consideran moléculas. En cambio, forman enlaces metálicos donde los electrones de valencia libres se comparten entre todos los átomos en nubes de electrones deslocalizados. Los electrones pueden moverse libremente por toda la estructura en lugar de estar localizados.
Ver también: asunto, gas, sólido, plasma y líquido.
