Что такое молекулярная химия?

Молекулярная химия - это химия молекул, которая охватывает большую часть химии в целом. Молекулы состоят из различных комбинаций атомов, фундаментальных строительных блоков всего, что нас окружает. Есть 92 элемента, которые встречаются в природе на Земле, в дополнение к 25 искусственным элементам, которые создаются в небольших количествах в ускорителях частиц и ядерных реакторах. Из 92 природных элементов 12 различных типов составляют 99% всех камней и почвы, а 5 - 99,97% атмосферы. Другие элементы находятся в следовых количествах, обычно одна часть на миллион или меньше.

Основы молекулярной химии основаны на качествах атомов, называемых валентностью. Каждый атом состоит из маленьких частиц, называемых электронами, вращающихся вокруг ядра, состоящего из частиц, называемых протонами и нейтронами. Эти электронные орбиты представляют собой «оболочки», обозначаемые законами физики - первая оболочка имеет емкость двух электронов, вторая имеет емкость 6, третья 10, четвертая 14, пятая 18, шестая 22 и седьмой 26.

Если у атома «слишком мало» электронов, так что его внешняя электронная оболочка (также известная как орбиталь) имеет больше или меньше восьми электронов, он «хочет» либо избавиться от электронов, либо получить их, связавшись с другим атомом. Тенденция «хотеть» восьми электронов во внешней оболочке, то же самое число, что и в благородных газах, таких как гелий (наиболее устойчивые элементы), называется правилом октетов, основным фактом молекулярной химии. Эти силы продиктованы законами электромагнетизма.

Чтобы визуализировать молекулярную химию, вот пример. Обычной молекулой является соль, NaCl или хлорид натрия. Соль состоит из двух атомов, связанных друг с другом атомной связью. Самая внешняя электронная оболочка натрия имеет только один электрон, но имеет емкость на десять. Внешняя оболочка хлора имеет семь электронов, но емкость на десять. Когда эти два соединяются, они получают восемь электронов в своей общей внешней оболочке, удовлетворяющей правилу октетов. Правило октета выполняется в бесчисленных молекулах. Эти связи могут быть легко представлены в картинках, используя точечные диаграммы Льюиса.

Когда атомы объединяются в устойчивые структуры, они образуют молекулы, которые также называют соединениями. Чистые соединения или смеси соединений с однородными свойствами называют веществом . Соединения в веществе могут взаимодействовать с другими соединениями, вызывая ситуации, называемые химическими реакциями. Химические реакции постоянно происходят вокруг нас, особенно в наших телах, которые являются настоящими котлами химических реакций. Когда мы едим пищу, это обеспечивает наш организм молекулами, которые могут подвергаться химическим реакциям с выделением энергии для его работы.