Molécula: Diferenzas entre revisións

Editar as ligazóns
Este é un dos 1000 artigos que toda Wikipedia debería ter
Na Galipedia, a Wikipedia en galego.
Explorar o historial de forma interactiva
← Edición máis vellaEdición máis nova →
Contido eliminado Contido engadido
VisualTexto wiki
Liña 81: Liña 81:
Con todo, non sempre é así. Un exemplo de moléculas que non cumpren a regra da aditividade son as moléculas orgánicas planas con ligazóns [[sistema conxugado|conxugados]], é dicir, cunha alternancia de ligazóns simples e ligazóns múltiples. A forte deslocalización dos estados dos electróns estabiliza a molécula.
Con todo, non sempre é así. Un exemplo de moléculas que non cumpren a regra da aditividade son as moléculas orgánicas planas con ligazóns [[sistema conxugado|conxugados]], é dicir, cunha alternancia de ligazóns simples e ligazóns múltiples. A forte deslocalización dos estados dos electróns estabiliza a molécula.


Na maioría de casos, o [[spin]] total dos electróns de valencia dunha molécula é cero. As moléculas con electróns non apareados ([[Radical (química)|radicais libres]] como o [[hidróxeno]] monoatómico ou o grupo [[metil]], [[carbono|C]][[hidróxeno|H]]<sub>3</sub>) adoitan ser inestables, xa que cando interaccionan prodúcese unha redución importante de enerxía debido á formación de ligazóns covalentes.
Na maioría de casos, o [[spin]] total dos electróns de valencia dunha molécula é cero. As moléculas con electróns non apareados ([[Radical (química)|radicais libres]] como o [[hidróxeno]] monoatómico ou o grupo [[metil]], [[carbono|C]][[hidróxeno|H]]<sub>3</sub>) adoitan ser inestables, xa que cando interaccionan prodúcese unha redución importante de enerxía debido á formación de ligazóns covalentes.<ref name="Exrx">{{Cita web|título= Free Radical Introduction |editor= ExRx.net |dataacceso= 26 maio 2013 | url = http://www.exrx.net/Nutrition/Antioxidants/Introduction.html}}</ref>
== Interaccións intermoleculares ==
{{Principal | Forza intermolecular}}
A interacción intermolecular é a interacción entre moléculas de [[carga eléctrica | carga neutra]] no espazo. A natureza das interaccións intermoleculares varía segundo a [[Polaridade química|polaridade]]. Non se soubo gran cousa ata a emerxencia da [[mecánica cuántica]].

As forzas intermoleculares son débiles en comparación coas intramoleculares. Por exemplo, a ligazón covalente presente nas moléculas de [[ácido clorhídrico]] (HCl) é moito máis forte que as forzas presentes entre as moléculas veciñas, cando as moléculas están o suficientemente preto unhas das outras.

As interaccións de orientación intermoleculares prodúcense entre as moléculas polares, é dicir, as que teñen o seu propio momento de dipolo. A interacción dos momentos de dipolo determina como será a forza resultante: atracción ou repulsión. Se os momentos de dipolo das moléculas están configurados en liña das moléculas, intensifícase.

As interaccións intermoleculares de tipo inductivo prodúcense entre unha molécula polar e unha non polar. Neste tipo de interacción, a molécula polar polariza a molécula non polar. A carga eléctrica da molécula polar distorsiona a nube de electróns da molécula non polar.<ref name="Boundless">{{Cita web|título= Ion-Dipole Force |editor= Boundless | url = http://www.boundless.com/chemistry/liquids-and-solids/intermolecular-forces/ion-dipole-force |lingua= en}}</ref>


==Notas==
==Notas==

Revisión como estaba o 20 de decembro de 2016 ás 19:47

Representación esquemática dos átomos (bólas negras) e as ligazóns moleculares (barras brancas-grises) dunha molécula de C 60, é dicir, un composto formado por sesenta átomos de carbono.
Representación en 3D da molécula da sacarosa

En química, unha molécula[1] (do novo latín molecula, que é un diminutivo da palabra moles, 'masa') é un grupo eléctricamente neutro e suficientemente estable de polo menos dous átomos nunha configuración definida, unidos por enlaces químicos fortes (covalentes ou iónicos).[2][3][4][5][6][7] Neste estrito sentido, as moléculas diferéncianse dos ións poliatómicos. Na química orgánica e a bioquímica, o termo "molécula" utilízase de maneira menos estrita e aplícase tamén aos compostos orgánicos (moléculas orgánicas) e nas biomoléculas.

Antes, definíase a molécula de forma menos xeral e precisa, como a máis pequena parte dunha substancia que podía ter existencia independente e estable conservando aínda as súas propiedades fisicoquímicas. De acordo con esta definición, podían existir moléculas monoatómicas. Na teoría cinética dos gases, o termo molécula aplícase a calquera partícula gasosa con independencia da súa composición. De acordo con esta definición, os átomos dun gas nobre consideraríanse moléculas aínda que se compoñen de átomos non enlazados.[8]

Unha molécula pode consistir en varios átomos dun único elemento químico, como no caso do osíxeno diatómico (O2), ou de diferentes elementos, como no caso da auga (H2O). Os átomos e complexos unidos por ligazóns non covalentes como os enlaces de hidróxeno e os enlaces iónicos non se adoitan considerar como moléculas individuais.

As moléculas como compoñentes da materia son comúns nas substancias orgánicas (e por tanto na bioquímica). Tamén conforman a maior parte dos océanos e da atmosfera. Con todo, un gran número de substancias sólidas familiares, que inclúen a maior parte dos minerais que compoñen a codia, o manto e o núcleo da Terra, conteñen moitas ligazóns químicas, pero non están formados por moléculas. Ademais, ningunha molécula típica pode ser definida nos cristais iónicos (sales) ou en cristais covalentes, aínda que estean compostos por celas unitarias que se repiten, xa sexa nun plano (como no grafito) ou en tres dimensións (como no diamante ou o cloruro de sodio ). Este sistema de repetir unha estrutura unitaria varias veces tamén é válida para a maioría das fases condensadas da materia con ligazóns metálicas, o que significa que os metais sólidos tampouco están compostos por moléculas. No vidro (sólidos que presentan un estado vítreo desordenado), os átomos tamén poden estar unidos por ligazóns químicas sen que se poida identificar ningún tipo de molécula, pero tampouco existe a regularidade da repetición de unidades que caracteriza aos cristais.

A molécula máis sinxela que existe é a de hidróxeno gas, xa que está formada por dous átomos de hidróxeno, que é á súa vez o átomo máis sinxelo que existe por estaren formado unicamente por un neutrón, un protón e un electrón xirando ó redor do núcleo formado polos dous primeiros.

As moléculas sofren entre si mesmas interaccións, e poden ser débiles ou fortes, sendo as primeiras debidas á polarización das moléculas debido a unha distribución desigual das cargas dentro dela (véxase forzas de van der Waals ou forzas de London),e son débiles debido a que moitas destas son soamente momentáneas. As segundas son debidas á electronegatividade dalgún dos átomos, que provoca á súa vez unha distribución desigual da carga e as atraccións conseguintes entre as moléculas. Todas estas interaccións son culpables de moitas das propiedades dos compostos químicos, coma por exemplo do punto de fusión ou de ebulición, que pode resultar máis alto do esperado analiticamente debido a que estas forzas están unindo continuamente ás moléculas que forman o composto.

Definición e os seus límites

De maneira menos xeral e precisa, definiuse molécula como a parte máis pequena dunha substancia química que conserva as súas propiedades químicas, e a partir da cal se pode reconstituir a substancia sen reaccións químicas. De acordo con esta definición, que resulta razoablemente útil para aquelas substancias puras constituídas por moléculas, poderían existir as "moléculas monoatómicas" de gases nobres, mentres que as redes cristalinas, sales, metais e a maioría de vidros quedarían nunha situación confusa.

As moléculas lábiles poden perder a súa consistencia en tempos relativamente curtos, pero se o tempo de vida medio é da orde dunhas poucas vibracións moleculares, estamos ante un estado de transición que non se pode considerar molécula. Actualmente, é posible o uso de láser pulsado para o estudo da química destes sistemas.

As entidades que comparten a definición das moléculas pero teñen carga eléctrica denomínanse ións poliatómicos, ións moleculares ou moléculas ion. Os sales compostos por ións poliatómicos clasifícanse habitualmente dentro dos materiais de base molecular ou materiais moleculares.

As partículas están formadas por moléculas. Unha molécula vén ser a porción de materia máis pequena que aínda conserva as propiedades da materia orixinal.As moléculas atópanse fortemente enlazadas coa finalidade de formar materia. As moléculas están formadas por átomos unidos por medio de ligazóns químicas.

Descrición

A estrutura molecular pode ser descrita de diferentes formas. A fórmula molecular é útil para moléculas sinxelas, como H2O para o auga ou NH3 para o amoníaco. Contén os símbolos dos elementos presentes na molécula, así como a súa proporción indicada polos subíndices.

Para moléculas máis complexas, como as que se atopan comunmente en química orgánica, a fórmula química non é suficiente, e vale a pena usar unha fórmula estrutural ou unha fórmula esqueletal, as que indican gráficamente a disposición espacial dos distintos grupos funcionais.

Cando se queren mostrar variadas propiedades moleculares, ou se trata de sistemas moi complexos como proteínas, ADN ou polímeros, utilízanse representacións especiais, como os modelos tridimensionales (físicos ou representados por computador). En proteínas, por exemplo, cabe distinguir entre estrutura primaria (orde dos aminoácidos), secundaria (primeiro pregamento en hélices, follas, xiros...), terciaria (pregamento das estruturas tipo hélice/folla/xiro para dar glóbulos) e cuaternaria (organización espacial entre os diferentes glóbulos).

Figura 1. Representacións do terpeno, atisano, 3D (centro esquerda) e 2D (dereita). No modelo 3D da esquerda, os átomos de carbono están representados por esferas grises; as brancas representan aos átomos de hidróxeno e os cilindros representan as ligazóns. O modelo é unha representación da superficies molecular, coloreada por áreas de carga eléctrica positiva (vermello) ou negativa (azul). No modelo 3D do centro, as esferas azul claro representan átomos de carbono, as brancas de hidróxeno e os cilindros entre os átomos son os ligazóns simples.

Tipos de moléculas

Segundo o número de átomos as moléculas clasifícanse en:

  • Moléculas discretas: constituídas por un número ben definido de átomos, sexan estes do mesmo elemento (moléculas homonucleares, como o dinitróxeno ou o fulereno) ou de elementos distintos (moléculas heteronucleares, como a auga).
  • Macromoléculas ou polímeros: Son moléculas cunha masa molecular relativamente alta, cunha estrutura formada pola repetición de unidades derivadas, realmente ou conceptual, de moléculas de baixo peso molecular. En moitos casos, especialmente para os polímeros sintéticos, pode considerarse que unha macromolécula ten unha elevada masa molecular relativa, se a adición ou supresión dunha ou varias das unidades ten un efecto insignificante nas súas propiedades. Este non é o caso dalgunhas das macromoléculas as propiedades das cales poden ser críticamente dependentes de detalles finos da estrutura molecular.[9]


Estrutura

As moléculas compóñense de electróns e núcleos atómicos. A localización destes últimos na molécula determina a fórmula desenvolvida (a partir da cal se fai a fórmula química). As moléculas de proteínas e determinados compostos sintéticos poden conter centos de miles de átomos. As macromoléculas son un caso aparte.

As moléculas son o obxecto de estudo da teoría da estrutura molecular e a química cuántica. Esta última baséase nos descubrimentos da física cuántica, incluíndo os seus aspectos relativísticos. Outra disciplina emerxente é o deseño de moléculas. Para determinar a estrutura dunha molécula, a ciencia actual dispón dunha gran variedade de ferramentas: a espectroscopia electrónica, a espectroscopia vibratoria, a resonancia magnética nuclear , a resonancia paramagnética electrónica e moitas outras, aínda que os únicos métodos de observación directa son os que se basean na difracción, como a difracción de raios X e a difracción de neutróns.

Tamaño

A maioría das moléculas son demasiado pequenas para ser vistas a primeira ollada, pero hai excepcións. A macromolécula do ADN, así como outros polímeros, poden chegar a ter tamaños macroscópicas. As moléculas que normalmente se utilizan como bloques constituíntes en síntese orgánica teñen unha dimensión que vai duns poucos Å a unhas ducias. As moléculas máis grandes son chamadas macromoléculas.

A molécula máis pequena é o dihidróxeno (H 2 ) que ten unha ligazón de 0,74 Å.[10] A molécula co diámetro maior é a sílica mesoporosa, con 1.000 Å (100 nm).[11]

Interaccións intramoleculares

As interaccións intramoleculares son as forzas que actúan entre átomos dunha mesma molécula e os mantén unidos.

A natureza das ligazóns químicas das moléculas foi un misterio ata a chegada da mecánica cuántica, xa que a física clásica era incapaz de explicar a saturación e dirección das ligazóns da valencia. Os fundamentos da teoría das ligazóns químicas foron espostas en 1927 por Walter Heitler e Fritz London, baseándose na molécula máis sinxela, a H2.[12] Desde entón, tanto a teoría como os métodos para estudar mellorárona moito.

Estes son algúns exemplos de enlaces intramoleculares:[13]

As ligazóns químicas que forman as moléculas da inmensa maioría de compostos orgánicos son covalentes. Nos compostos inorgánicos, hai ligazóns iónicos e de donador-aceptor, que resultan da interacción entre un par de electróns dos átomos. A enerxía de formación das moléculas a partir de átomos é aproximadamente aditiva. Isto significa que se pode asumir que a enerxía das moléculas é igual á suma das enerxías das súas ligazóns.

Con todo, non sempre é así. Un exemplo de moléculas que non cumpren a regra da aditividade son as moléculas orgánicas planas con ligazóns conxugados, é dicir, cunha alternancia de ligazóns simples e ligazóns múltiples. A forte deslocalización dos estados dos electróns estabiliza a molécula.

Na maioría de casos, o spin total dos electróns de valencia dunha molécula é cero. As moléculas con electróns non apareados (radicais libres como o hidróxeno monoatómico ou o grupo metil, CH3) adoitan ser inestables, xa que cando interaccionan prodúcese unha redución importante de enerxía debido á formación de ligazóns covalentes.[16]

Interaccións intermoleculares

Artigo principal: Forza intermolecular.

A interacción intermolecular é a interacción entre moléculas de carga neutra no espazo. A natureza das interaccións intermoleculares varía segundo a polaridade. Non se soubo gran cousa ata a emerxencia da mecánica cuántica.

As forzas intermoleculares son débiles en comparación coas intramoleculares. Por exemplo, a ligazón covalente presente nas moléculas de ácido clorhídrico (HCl) é moito máis forte que as forzas presentes entre as moléculas veciñas, cando as moléculas están o suficientemente preto unhas das outras.

As interaccións de orientación intermoleculares prodúcense entre as moléculas polares, é dicir, as que teñen o seu propio momento de dipolo. A interacción dos momentos de dipolo determina como será a forza resultante: atracción ou repulsión. Se os momentos de dipolo das moléculas están configurados en liña das moléculas, intensifícase.

As interaccións intermoleculares de tipo inductivo prodúcense entre unha molécula polar e unha non polar. Neste tipo de interacción, a molécula polar polariza a molécula non polar. A carga eléctrica da molécula polar distorsiona a nube de electróns da molécula non polar.[17]

Notas

  1. ↑ Definicións no Dicionario da Real Academia Galega e no Portal das Palabras para molécula.
  2. ↑ Unión Internacional de Química Pura e Aplicada: (1994) /M04002.html molecule, Compendium of Chemical Terminology, conocido como Gold Book.
  3. ↑ Pauling, Linus (1970). General Chemistry. Nova York: Dover Publications, Inc. ISBN 0-486-65622-5. 
  4. ↑ Ebbin, Darrell, D. (1990). General Chemistry, 3th Ed. Boston: Houghton Mifflin Co. ISBN 0-395-43302-9. 
  5. ↑ Brown, T.L. (2. 003). Chemistry - the Central Science, 9th Ed. Nova Jersey: Prentice Hall. ISBN 0-13-066997-0. 
  6. ↑ Chang, Raymond (1998). Chemistry, 6th Ed. Nova York: McGraw Hill. ISBN 0-07-115221-0. 
  7. ↑ Zumdahl, Steven S. (1997). Chemistry, 4th ed. Boston: Houghton Mifflin. ISBN 0-669-41794-7. 
  8. ↑ Chandra, Sulekh. Comprehensive Inorganic Chemistry. Nueva Era Publishers. ISBN 8122415121. 
  9. ↑ McNaught, A.D.; Wilkinson, A. (1997). IUPAC. Compendium of Chemical Terminology, the "Gold Book" (en inglés) (2a ed. ed.). Oxford: Blackwell Scientific Publications. ISBN 0-9678550-9-8. doi:10.1351/goldbook.M03667. Consultado o 28 maio 2009. 
  10. ↑ Roger L. DeKock, Harry B. Gray; Harry B. Gray (1989). Chemical structure and bonding. University Science Books. p. 199. ISBN 0-935702-61-X. 
  11. ↑ Benjamin F. Mann; et al. (1/1/2013). "Sub 2-μm Macroporous Silica Particles Derivatized for Enhanced Lectin Affinity Enrichment of Glycoproteins". Anal. Chem. (en inglés) (85 (3)): 1905–1912. doi:10.1021/ac303274w. Consultado o 5 maio 2013. 
  12. ↑ Kostas Gavroglu (2005). Fritz London: A Scientific Biography (en inglés). Cambridge University Press. ISBN 9780521023191. 
  13. ↑ Free High School Science Texts Project (5 agosto 2011). Connexions, ed. "Intermolecular and intramolecular forces and the kinetic theory of matter" (en inglés). Consultado o 27 maio 2013. 
  14. ↑ British Broadcasting Corporation (ed.). "The periodic table and covalent bonding". GCSE Bitesize (en inglés). Consultado o 27 maio 2013. 
  15. ↑ Diffen (ed.). "Covalent Bonds vs Ionic Bonds" (en inglés). Consultado o 27 maio 2013. 
  16. ↑ ExRx.net (ed.). "Free Radical Introduction". Consultado o 26 maio 2013. 
  17. ↑ Boundless (ed.). "Ion-Dipole Force" (en inglés). 

Véxase tamén

Bibliografía

Outros artigos

Ligazóns externas

Traído desde «https://gl.wikipedia.org/w/index.php?title=Molécula&oldid=4131786»