Co je molekulární chemie?
Molekulární chemie je chemie molekul, která pokrývá většinu chemie jako celku. Molekuly se skládají z různých kombinací atomů, základních stavebních kamenů všeho kolem nás. Na Zemi se přirozeně vyskytuje 92 prvků, kromě 25 umělých prvků, které jsou vytvářeny v malých množstvích v urychlovačích částic a jaderných reaktorech. Z 92 přírodních prvků tvoří různá uspořádání 12 99% všech hornin a půdy, zatímco uspořádání 5 tvoří 99,97% atmosféry. Další prvky se nacházejí ve stopových množstvích, obvykle jedna část na milion nebo méně.
Základy molekulární chemie jsou založeny na vlastnostech atomů zvaných valence. Každý atom je tvořen malými částicemi nazývanými elektrony obíhající jádro z částic nazývaných protony a neutrony. Oběžné dráhy těchto elektronů jsou „skořápky“ určené fyzikálními zákony - první obal má kapacitu dvou elektronů, druhý má kapacitu 6, třetí 10, čtvrtý 14, pátý 18, šestý 22 a sedmý 26.
Pokud má atom „příliš málo“ elektronů, takže jeho nejvzdálenější elektronová skořápka (známá také jako orbitální) má více nebo méně než osm elektronů, „chce“ buď se zbavit elektronů, nebo je získat vazbou s jiným atomem. Tendence „chtít“ osm elektronů v nejvzdálenějším obalu, stejné číslo, jaké se vyskytuje v ušlechtilých plynech, jako je hélium (nejstabilnější prvky), se nazývá oktetové pravidlo, základní fakt molekulární chemie. Tyto síly jsou diktovány zákony elektromagnetismu.
Pro vizualizaci molekulární chemie je zde příklad. Běžnou molekulou je sůl, NaCl nebo chlorid sodný. Sůl se skládá ze dvou atomů vzájemně spojených v atomové vazbě. Nejodlehlejší elektronová skořápka sodíku má pouze jeden elektron, ale má kapacitu pro deset. Nejzevnější skořepina chloru má sedm elektronů, ale kapacitu pro deset. Když se obě svazky spojí, dostanou osm elektronů do svého kolektivního vnějšího pláště, čímž splní oktetové pravidlo. Oktetové pravidlo je splněno v mnoha molekulách. Tyto vazby lze snadno znázornit na obrázcích pomocí Lewisových bodových diagramů.
Když se atomy spojí dohromady ve stabilních strukturách, vytvoří molekuly, které se také nazývají sloučeniny. Čisté sloučeniny nebo směsi sloučenin s jednotnými vlastnostmi se nazývají látka . Sloučeniny v látce mohou interagovat s jinými sloučeninami, což vede k situacím nazývaným chemické reakce. Chemické reakce neustále probíhají všude kolem nás, zejména v našich tělech, což jsou opravdové kotle chemických reakcí. Když jíme jídlo, je to poskytnout našemu tělu molekuly, které mohou podstoupit chemické reakce a uvolnit energii pro jeho činnost.