Wat is moleculaire chemie?
Moleculaire chemie is de chemie van moleculen, die het grootste deel van de chemie als geheel omvat. Moleculen bestaan uit verschillende combinaties van atomen, de fundamentele bouwstenen van alles om ons heen. Er zijn 92 elementen die van nature op aarde voorkomen, naast 25 kunstmatige elementen, die in kleine hoeveelheden in deeltjesversnellers en kernreactoren worden gemaakt. Van de 92 natuurlijke elementen, vormen verschillende arrangementen van 12 99% van alle rotsen en bodem, terwijl arrangementen van 5 99,97% van de atmosfeer uitmaken. Andere elementen worden gevonden in sporenhoeveelheden, meestal één deel per miljoen of minder.
De basisprincipes van moleculaire chemie zijn gebaseerd op eigenschappen van atomen die valentie worden genoemd. Elk atoom bestaat uit kleine deeltjes die elektronen worden genoemd en in een baan rond een kern worden gemaakt die deeltjes worden genoemd protonen en neutronen. Deze elektronenbaan is "omhulsels" aangeduid door de natuurwetten - de eerste omhulling heeft een capaciteit van twee elektronen, de tweede heeft een capaciteit van 6, de derde 10, de vierde 14, de vijfde 18, de zesde 22 en de zevende 26.
Als een atoom "te weinig" elektronen heeft, zodanig dat zijn buitenste elektronenmantel (ook bekend als een orbitaal) meer of minder dan acht elektronen heeft, wil het "elektronen verwijderen" of winnen door ze te binden aan een ander atoom. De neiging om acht elektronen in de buitenste schil te 'willen', hetzelfde aantal als in edelgassen zoals helium (de meest stabiele elementen), wordt de octetregel genoemd, een fundamenteel feit van de moleculaire chemie. Deze krachten worden bepaald door de wetten van het elektromagnetisme.
Hier is een voorbeeld om de moleculaire chemie te visualiseren. Een veelgebruikt molecuul is zout, NaCl of natriumchloride. Zout bestaat uit twee atomen die met elkaar zijn verbonden in een atoombinding. De buitenste elektronenmantel van natrium heeft slechts één elektron, maar heeft een capaciteit van tien. De buitenste schil van chloor heeft zeven elektronen, maar een capaciteit voor tien. Wanneer de twee aan elkaar binden, krijgen ze acht elektronen in hun collectieve buitenste schil, die voldoen aan de octetregel. De octetregel wordt vervuld in talloze moleculen. Deze bindingen kunnen eenvoudig in afbeeldingen worden weergegeven met behulp van Lewis-puntdiagrammen.
Wanneer atomen samenkomen in stabiele structuren, vormen ze moleculen, die ook verbindingen worden genoemd. Zuivere verbindingen of mengsels van verbindingen met uniforme eigenschappen worden een stof genoemd . De verbindingen in een stof kunnen interageren met andere verbindingen, waardoor situaties ontstaan die chemische reacties worden genoemd. Overal om ons heen zijn chemische reacties aan de gang, vooral in ons lichaam, die echte ketels van chemische reacties zijn. Wanneer we voedsel eten, is het om ons lichaam te voorzien van moleculen die chemische reacties kunnen ondergaan om energie vrij te maken voor zijn werking.