Sisu
Aatomid on kõiksuse kõige olulisem alus. Nende erinevad omadused jagavad need 118 elemendiks, mida saab kombineerida miljonitel viisidel. Teadlased nimetavad neid aatomite kombinatsioone molekulideks ja ühenditeks. Molekulid moodustavad iga tuttava tuttava objekti, alates õhust, mida hingate, kuni kopsudeni, mis selle sisse võtavad. Teadlased töötavad ulatuslikult molekulidest valmistatud ainetega, seetõttu on oluline teada, mis molekul on ja mis omadused sellel on.
Mis on molekulid ja ühendid?
Molekul on kaks või enam aatomit, mis on keemiliselt ühendatud. Kui molekuli moodustavad vähemalt kaks erinevat elementi, nimetatakse seda ühendiks. Näiteks vesinikgaas (H2) ja vesi (H2O) on molekulid, kuid vesi on ka ühend, kuna see koosneb vesinikust ja hapnikust. Molekul toimib nagu üksikühik ja on aine väikseim tükk, millel säilivad selle aine kõik omadused. Näiteks kui lagundaksite suhkru (C12H22O11) millekski väiksemaks kui selle molekulide tase, poleks see enam suhkur. See oleks individuaalne süsiniku, vesiniku ja hapniku aatom.
Kuidas molekulid moodustuvad?
Iga aatom koosneb positiivselt laetud prootonitest ja negatiivselt laetud elektronidest. Need elektronid on paigutatud tasanditeks, mida nimetatakse orbitaalideks või kestadeks. Kõige energilisemad elektronid asuvad äärepoolseimas orbitaalis, mida nimetatakse valentskestaks, ja neid saab molekuli moodustamiseks jagada teiste aatomitega. Orbitaali mahutatavate elektronide arv määrab, millised molekulid moodustuvad. Näiteks võib kloor (Na) vastu võtta ainult ühe elektroni, enne kui selle valents kest on täis. Seetõttu võib see ühendada ühe naatriumi aatomiga lauasoola (NaCl) saamiseks, kuid mitte kahega Na2Cl moodustamiseks.
Molekulide tüübid
Molekulid võivad olla kovalentsed, polaarsed kovalentsed, ioonilised või metallilised. Kovalentsed ühendid tekivad siis, kui kaks aatomit jagavad oma elektronid võrdselt. Selleks peab mõlemal aatomil olema sama elektronegatiivsus või tõmmata elektronid peale. Ainult identsetel aatomitel on täpselt sama elektronegatiivsus, seega tekivad tõelised kovalentsed sidemed ainult iseendaga seotud elementide, näiteks vesiniku gaasi (H2) vahel. Aatomeid, mis jagavad oma elektrone pisut ebaühtlaselt, nimetatakse polaarseteks kovalentseteks molekulideks. Seda tüüpi ühendites on ühe aatomi elektronil pisut tugevam tõmbejõud kui teisel; seetõttu veedab elektron rohkem aega tugevama aatomi ümber, luues ajutise positiivse ja negatiivse otsa. Ioonilised ühendid tekivad siis, kui ühel aatomil on elektronil palju tugevam tõmme kui teisel aatomil, põhjustades selle suurema osa ajast selle juhtimist. Metallilised aatomid jagavad oma elektrone paljude aatomitega vabalt, põhjustades elektronide voolu, mis teeb neist head elektrijuhid.
Ühend Vs. Segu
Kaks elementi peavad molekuli moodustamiseks keemiliselt siduma; see tähendab, et nad peavad jagama elektrone. Kui need on ühendatud nii, et need näivad olevat üks aine, kuid pole keemiliselt seotud, on tegemist seguga. Näiteks vesi on ühend, kuna vesinik ja hapnik jagavad elektrone. Suhkruvesi on segu; kuigi selle komponendid on füüsikaliselt segunenud, pole nad keemiliselt seotud. Segu sarnaneb tavaliselt selle komponentidega, just nagu suhkruvesi maitseb magusalt nagu suhkur ja jääb vedelaks nagu vesi. Ühendid ei säilita oma komponentide omadusi. Näiteks lauasool (NaCl) on valmistatud naatriumist, mis veega kokkupuutel plahvatab, ja kloorist, mis on desinfitseerimisvahend. Kui need kokku panna, moodustavad need siiski stabiilse söödava aine.