Moléculas

Explicamos o que são as moléculas, como são classificadas e as partes que as compõem. Além disso, quais são suas características e exemplos.

A molécula é o menor segmento no qual uma substância pode ser dividida.

O que são moléculas

Um conjunto estruturado e inter-relacionado de átomos da mesma ou de natureza diferente é denominado molécula , isto é, do mesmo elemento ou de muitos elementos diferentes, em uma proporção sempre fixa.

Esses conjuntos são formados graças a forças de atração chamadas ligações químicas, que geralmente formam conjuntos de átomos estáveis ​​e eletricamente neutros .

Assim, molécula é o menor segmento em que uma substância química pode ser dividida sem correr o risco de desnaturá-la, ou seja, sem fazer com que perca suas propriedades físicas e químicas específicas.

Ou seja, as propriedades de uma substância específica também são apresentadas pelas moléculas em que podemos dividi-la.

Portanto, a estrutura das moléculas de uma substância e o grau de união ou junção que existe entre elas dependerá se se trata de um sólido (pouca separação entre as moléculas), um líquido (meio, separação flexível) ou um gás (um lote de separação).

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Moléculas da matéria

Todas as substâncias orgânicas são compostas por moléculas.

A maioria das substâncias com as quais interagimos diariamente é composta de moléculas, isto é, por fortes ligações entre átomos de vários tipos.

Isso se aplica a todas as substâncias orgânicas .

As substâncias orgânicas constituem o nosso corpo , os gases da atmosfera , a água dos oceanos e os tecidos das plantas , bem como muitas das suas substâncias derivadas.

No entanto, também existem substâncias inorgânicas que são constituídas por células unitárias e repetitivas de átomos ligados, sem que nelas seja observado nenhum tipo de molécula.

Entre eles estão os minerais que compõem a Terra , cristais iônicos ( sais ) ou covalentes e outros materiais semelhantes (como vidro ou metais sólidos). Em outras palavras, não se pode falar assim de uma molécula de vidro, ou de ferro , ou de alumínio .

Como as moléculas foram descobertas?

A ideia de que a matéria é composta de partículas invisíveis unidas é tão antiga quanto a Grécia Antiga , quando o filósofo Demócrito a propôs.

No entanto, a hipótese atômica em termos científicos só foi proposta em 1803 , quando o químico inglês John Dalton verificou que a matéria seria formada a partir de ligações estáveis ​​de átomos chamadas moléculas.

A natureza dos átomos e dessas moléculas foi explorada posteriormente por cientistas posteriores, como Thompson e Rutherford, que lançaram as bases para a química contemporânea.

Tipos de moléculas

As macromoléculas são cadeias compostas por moléculas mais simples.

As moléculas podem ser classificadas de acordo com dois critérios. Em primeiro lugar, de acordo com a complexidade da sua constituição, são classificados como:

  • Moléculas discretas. Eles têm um número definido de átomos, sejam de elementos diferentes ou do mesmo, e podem ser classificados por sua vez de acordo com o número de átomos em sua estrutura. Assim, temos monoatômico (um tipo de átomo), diatômico (dois tipos), tricotômico (três tipos), tetralógico (quatro tipos), etc.
  • Macromoléculas ou polímeros . São grandes cadeias moleculares, constituídas por repetições de moléculas mais simples, ligadas entre si para obter sequências extensas e complexas, com propriedades novas e específicas. Essas macromoléculas são essenciais para o desenvolvimento da química da vida .

Em segundo lugar, de acordo com sua tendência à estabilidade ou instabilidade eletromagnética, eles são classificados como:

  • Moléculas polares. Aqueles dotados de algum grau de carga elétrica, o que gera uma desigualdade na atração da nuvem de elétrons em torno dos núcleos dos átomos ligados. Nessas moléculas, os elétrons tendem a orbitar os núcleos com maior carga mais, fazendo com que o todo fique eletricamente carregado, como uma bateria (dipolo) com seus respectivos pólos positivo e negativo.
  • Moléculas não polares. Aqueles cujos átomos possuem eletronegatividade idêntica, sem desigualdades no que diz respeito à atração de elétrons pelos núcleos atômicos e, portanto, retêm uma carga neutra, sem pólos.

Partes de uma molécula

As moléculas, em princípio, nada mais são do que a união de dois ou mais átomos , portanto não possuem muitas partes diferenciadas, exceto o núcleo de cada átomo (composto por um número variável de prótons e nêutrons, dependendo do elemento) e o nuvem de elétrons que os orbita.

No caso de grandes macromoléculas orgânicas, é possível dividir suas extensas cadeias em uma certa série de moléculas mais simples, conhecidas como grupos, que por sua vez possuem um número fixo de átomos dispostos da mesma forma.

Esses grupos podem ter nomes próprios e ser estudados separadamente , pois possuem propriedades específicas que se somam às gerais da macromolécula.

Propriedades das moléculas

As moléculas têm uma capacidade de reação determinada por seus componentes.

Dependendo dos átomos que as constituem , as moléculas podem ter uma ou outra propriedade.

Uma dessas propriedades é a polaridade: a presença de uma diferença nas cargas eletromagnéticas dos átomos , dando à molécula propriedades elétricas específicas: atrair ou rejeitar outros tipos de moléculas, por exemplo.

Assim, as moléculas têm uma capacidade de reação determinada por seus componentes , segundo os quais podem fazer parte de um todo organizado muito maior, ou podem trocar componentes com outras moléculas, no que é conhecido como reação química.

Essas reações podem construir, destruir ou modificar permanentemente as moléculas , gerando substâncias novas, mais complexas ou mais simples. É raro que uma molécula não reaja com outras; isso geralmente ocorre apenas no caso de gases nobres e outras substâncias inertes.

Mas as propriedades das moléculas não dependem apenas do número de átomos que apresentam, mas também do modelo tridimensional de uniões e estruturas que as conformam.

Ou seja, duas moléculas diferentes podem ter o mesmo número exato de átomos do mesmo tipo, dispostos nas mesmas ligações , mas articulados tridimensionalmente de maneira diferente, constituindo, assim, substâncias totalmente diferentes.

Esse fenômeno é conhecido como isomeria , e duas moléculas que se distinguem dessa forma são chamadas de isômeros .

Links intermoleculares

A ligação de hidrogênio é um dipolo especialmente forte.

Ligações intermoleculares são os métodos pelos quais duas ou mais moléculas são unidas em uma de maior tamanho e complexidade. Esses links podem ser de vários tipos:

  • Dipolo permanente para dipolo permanente. Eles ocorrem devido à atração eletromagnética entre duas moléculas polares.
  • Ligações de hidrogênio. Um tipo especialmente forte de dipolo, no qual um átomo de hidrogênio é compartilhado por duas moléculas (doador e receptor) em uma ligação de dois elétrons de três centros (3-c 2-e).
  • Dipolo instantâneo para dipolo induzido. Chamadas de “forças de Londres”, são mais fracas e ocorrem entre todas as substâncias químicas, quando sua nuvem eletrônica está temporariamente desequilibrada em direção a uma extremidade da molécula, podendo assim atrair ou rejeitar as nuvens eletrônicas de outras moléculas próximas, transformando-as por indução em um dipolo momentâneo.

Íon

Moléculas e íons poliatômicos diferem porque estes últimos constituem unidades químicas eletricamente carregadas , o produto de reações químicas de ácidos e bases , nas quais elétrons são perdidos ou ganhos.

Essa perda ou ganho faz com que os íons tenham uma carga elétrica permanente positiva (cátions) ou negativa (ânions) , o que os torna reativos de uma forma muito diferente das moléculas.

Estabilidade molecular

As moléculas têm maior estabilidade do que seus átomos separados.

A estabilidade química das moléculas tem a ver com os níveis de energia nelas contidos , na forma de ligações químicas.

Dependendo do tipo de reação que a forma, uma ligação pode consumir ou liberar energia ao se formar , e o grau de estabilidade da molécula resultante dependerá desse potencial energético: quanto maior a energia , menor a estabilidade e maior a reatividade.

É por isso que as moléculas têm maior estabilidade do que seus átomos separados , mas níveis de energia mais baixos. E essa também é a razão pela qual os átomos tendem a se colar uns aos outros nas moléculas.

Diferenças entre átomo e molécula

Como já foi dito, as moléculas são feitas de átomos e ligadas entre si , de modo que as últimas são muito menores e mais simples do que as primeiras.

Moléculas maiores são compostas de moléculas menores e mais simples , que se tornam partes ou “aglomerados”.

É por isso que a maioria das moléculas pode passar por vários procedimentos de quebra ( lise ) de ligações químicas, a fim de obter moléculas mais simples (se possível) ou elementos químicos puros, ou seja, átomos.

Exemplos de moléculas

Alguns exemplos de moléculas comuns são:

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