Was ist Molekulare Chemie?
Molekulare Chemie ist die Chemie der Moleküle, die den größten Teil der Chemie als Ganzes abdeckt. Moleküle bestehen aus verschiedenen Kombinationen von Atomen, den Grundbausteinen von allem, was uns umgibt. Es gibt 92 Elemente, die natürlich auf der Erde vorkommen, zusätzlich zu 25 künstlichen Elementen, die in kleinen Mengen in Teilchenbeschleunigern und Kernreaktoren erzeugt werden. Von den 92 natürlichen Elementen machen verschiedene Anordnungen von 12 99% aller Gesteine und Böden aus, während Anordnungen von 5 99,97% der Atmosphäre ausmachen. Andere Elemente kommen in Spuren vor, üblicherweise ein Teil pro Million oder weniger.
Die Grundlagen der molekularen Chemie basieren auf Eigenschaften von Atomen, die als Valenz bezeichnet werden. Jedes Atom besteht aus kleinen Teilchen, die Elektronen genannt werden und einen Kern aus Teilchen, die Protonen und Neutronen genannt werden, umkreisen. Diese Elektronenbahn ist "Schalen", die durch die Gesetze der Physik bezeichnet werden - die erste Schale hat eine Kapazität von zwei Elektronen, die zweite eine Kapazität von 6, die dritte 10, die vierte 14, die fünfte 18, die sechste 22 und der siebte 26.
Wenn ein Atom "zu wenige" Elektronen hat, so dass seine äußerste Elektronenhülle (auch als Orbital bezeichnet) mehr oder weniger als acht Elektronen enthält, "möchte" es entweder Elektronen entfernen oder sie durch Bindung an ein anderes Atom gewinnen. Die Tendenz, acht Elektronen in der äußersten Schale zu "wollen", die gleiche Anzahl wie in Edelgasen wie Helium (den stabilsten Elementen), wird als Oktettregel bezeichnet, eine grundlegende Tatsache der molekularen Chemie. Diese Kräfte werden durch die Gesetze des Elektromagnetismus bestimmt.
Hier ist ein Beispiel zur Visualisierung der molekularen Chemie. Ein häufiges Molekül ist Salz, NaCl oder Natriumchlorid. Salz besteht aus zwei Atomen, die in einer Atombindung miteinander verbunden sind. Die äußerste Elektronenhülle von Natrium hat nur ein Elektron, aber eine Kapazität von zehn. Die äußerste Hülle von Chlor hat sieben Elektronen, aber eine Kapazität für zehn. Wenn die beiden sich verbinden, erhalten sie acht Elektronen in ihrer kollektiven äußersten Schale, was die Oktettregel erfüllt. Die Oktettregel wird in unzähligen Molekülen erfüllt. Diese Bindungen können mit Lewis-Punkt-Diagrammen leicht in Bildern dargestellt werden.
Wenn sich Atome zu stabilen Strukturen verbinden, bilden sie Moleküle, die auch als Verbindungen bezeichnet werden. Reine Verbindungen oder Gemische von Verbindungen mit einheitlichen Eigenschaften werden als Substanz bezeichnet . Die Verbindungen in einem Stoff können mit anderen Verbindungen in Wechselwirkung treten und Situationen hervorrufen, die als chemische Reaktionen bezeichnet werden. Überall um uns herum finden ständig chemische Reaktionen statt, insbesondere in unserem Körper, der ein wahrer Kessel chemischer Reaktionen ist. Wenn wir essen, müssen wir unseren Körper mit Molekülen versorgen, die chemische Reaktionen eingehen können, um Energie für seinen Betrieb freizusetzen.