Hva er molekylær kjemi?

Molekylær kjemi er kjemien til molekyler, som dekker det meste av kjemi som helhet. Molekyler består av forskjellige kombinasjoner av atomer, de grunnleggende byggesteinene i alt rundt oss. Det er 92 elementer som forekommer naturlig på jorden, i tillegg til 25 kunstige elementer, som skapes i små mengder i partikkelakseleratorer og atomreaktorer. Av de 92 naturelementene utgjør forskjellige arrangementer av 12 99% av all stein og jord, mens ordninger på 5 utgjør 99,97% av atmosfæren. Andre elementer finnes i spormengder, vanligvis en del per million eller mindre.

Grunnleggende om molekylær kjemi er basert på egenskaper hos atomer som kalles valens. Hvert atom består av små partikler som kalles elektroner som kretser rundt en kjerne laget av partikler som kalles protoner og nøytroner. Disse elektronene går i bane "skjell" utpekt av fysikkens lover - det første skallet har en kapasitet på to elektroner, det andre har en kapasitet på 6, den tredje 10, den fjerde 14, den femte 18, den sjette 22, og den syvende 26.

Hvis et atom har "for få" elektroner, slik at det ytterste elektronskjellet (også kjent som en orbital) har mer eller mindre enn åtte elektroner, vil det "enten" bli kvitt elektroner eller få dem ved å binde seg til et annet atom. Tendensen til å "ønske" åtte elektroner i det ytterste skallet, samme antall som finnes i edle gasser som helium (de mest stabile elementene), kalles oktettregelen, et grunnleggende faktum i molekylær kjemi. Disse kreftene er diktert av lovene om elektromagnetisme.

Her er et eksempel for å visualisere molekylær kjemi. Et vanlig molekyl er salt, NaCl eller natriumklorid. Salt består av to atomer som er låst til hverandre i en atombinding. Sodiums ytterste elektronskall har bare ett elektron, men har en kapasitet på ti. Klors ytterste skall har syv elektroner, men en kapasitet på ti. Når de to binder seg sammen, får de åtte elektroner i det kollektive ytterste skallet, og tilfredsstiller oktettregelen. Octetregelen er oppfylt i utallige molekyler. Disse bindingene kan lett representeres på bilder ved hjelp av Lewis-prikkdiagrammer.

Når atomer kombineres i stabile strukturer, danner de molekyler, som også kalles forbindelser. Rene forbindelser eller blandinger av forbindelser med ensartede egenskaper kalles et stoff . Forbindelsene i et stoff kan samhandle med andre forbindelser, noe som gir opphav til situasjoner som kalles kjemiske reaksjoner. Kjemiske reaksjoner pågår kontinuerlig rundt oss, spesielt i kroppene våre, som er virkelige kilder til kjemiske reaksjoner. Når vi spiser mat, er det for å gi kroppen vår molekyler som kan gjennomgå kjemiske reaksjoner for å frigjøre energi for dens drift.