Molécula

em Educação


Uma Molécula / m ɒ l ɪ k ju l / é um Grupo electricamente neutra de dois ou mais Átomos mantidas juntas por ligações químicas . [ 1 ] [ 2 ] [ 3 ] [ 4 ] [ 5 ] [ 6 ] As moléculas são distinguidos de íons por sua falta de carga elétrica. No entanto, na física quântica , Química orgânica e bioquímica , o termo molécula é muitas vezes usado com menos rigor, sendo também aplicados íons poliatómicos .
 
Na teoria cinética dos gases , o termo molécula é muitas vezes usado para qualquer partícula gasoso, independentemente da sua composição. De acordo com esta definição, gases nobres são considerados átomos de moléculas, apesar de ser constituída por um único átomo de não-ligado. [ 7 ]
 
A molécula pode ser homonuclear , isto é, que consiste em átomos de um único elemento químico , como com oxigénio (O 2 ); ou pode ser um composto químico composto por mais do que um elemento , como com Água (H 2 O). Átomos e complexos ligados por ligações não covalentes , tais como ligações de hidrogênio ou ligações iônicas geralmente não são considerados moléculas individuais. [ 8 ]
 
Moléculas como componentes da Matéria são comuns em substâncias orgânicas (e, portanto, bioquímica). Eles também fazem a maior parte dos oceanos e da atmosfera. No entanto, a maioria das substâncias sólidas familiares na Terra, incluindo a maioria dos minerais que compõem a crosta , manto e núcleo da Terra , contêm muitas ligações químicas, mas se não feita de moléculas identificáveis. Além disso, nenhuma molécula típica pode ser definido por cristais iónicos ( sais ) e cristais covalentes ( sólidos de rede ), embora estes sejam, muitas vezes composta de repetir células unitárias que se estendem tanto em um plano (tal como em grafeno ) ou tridimensionalmente (tal como em diamante , quartzo , ou de cloreto de sódio ). O tema repetido unidade-celular-estrutura também é válido para a maioria das fases condensadas com ligação metálica , o que significa que os metais sólidos também não são feitas de moléculas. Em óculos (sólidos que existem em um Estado desordenado vítreo), os átomos também podem ser mantidos juntos por ligações químicas, sem a presença de qualquer molécula definível, mas também sem qualquer da regularidade das unidades que caracteriza cristais repetindo.
 
Conteúdo  [ hide ] 
1 Ciência Molecular
2 História e etimologia
3 tamanho Molecular
3.1 O menor diâmetro molécula
3.2 maior diâmetro molécula
3.3 Radius
4 Fórmulas para moléculas
4.1 tipos fórmula química
4.2 fórmula estrutural
5 geometria Molecular
6 espectroscopia molecular
7 Aspectos teóricos
8 Veja também
9 Referências
10 Ligações externas
Ciência Molecular [ editar ]
A ciência das moléculas é chamada química molecular ou física molecular , dependendo se o foco está em química ou física. Química Molecular lida com as leis que regem a interação entre moléculas que resulta na formação e quebra de ligações químicas , enquanto física promoções moleculares com as leis que regem a sua estrutura e propriedades. Na prática, no entanto, esta distinção é vago. Em ciências moleculares, uma molécula que consiste num sistema estável ( estado de ligado ), composto por dois ou mais átomos . poliatômicos iões pode por vezes ser útil pensado como moléculas electricamente carregadas. O termo molécula instável é usada para muito reativas de espécies, ou seja, conjuntos de curta duração ( ressonâncias ) de elétrons e núcleos , como os radicais , molecular íons , moléculas de Rydberg , estados de transição , van der Waals complexos , ou sistemas de colidir átomos como em Bose-Einstein .
 
História e etimologia [ editar ]
Ver artigo principal: História da teoria molecular
 
John Dalton
De acordo com Merriam-Webster eo Dicionário em linha da etimologia , a palavra "molécula" deriva do Latim " moles "ou pequena unidade de massa.
 
Molecule (1794) - "partícula extremamente minuto", do Padre molécule (1678), [ carece de fontes? ] do moderno Latina. molecula , diminutivo de Latino- moles "de massa, de barreira". Um significado vago no início; a Moda para a palavra (usado até o final do Século 18 apenas na forma latina) podem ser rastreados para a Filosofia de Descartes .
A definição da molécula evoluiu como o Conhecimento da estrutura de moléculas tem aumentado. Definições anteriores eram menos precisos, definindo moléculas como as menores partículas de puro substâncias químicas que ainda mantêm suas composição propriedades e químicas. [ 9 ] Esta definição muitas vezes quebra uma vez que muitas substâncias na experiência comum, tais como rochas , sais e metais , são composta de grandes redes cristalinas de quimicamente ligadas átomos ou iões , mas não são feitos de moléculas discretas.
 
Tamanho Molecular [ editar ]
A maioria das moléculas são demasiado pequenas para serem vistas a Olho nu, mas há exceções. DNA , uma macromolécula , pode chegar macroscópicas tamanhos, como pode moléculas de muitos polímeros . Moléculas comumente usados ​​como blocos de Construção para a síntese orgânica tem uma dimensão de alguns angstroms (A) para várias dezenas de Å. Moléculas individuais não podem geralmente ser observados por Luz (como descrito acima), mas as moléculas pequenas e até mesmo os contornos dos átomos individuais podem ser rastreados em algumas circunstâncias, por utilização de um microscópio de força atómica . Algumas das moléculas maiores são macromoléculas ou supermoléculas .
 
O menor molécula de diâmetro [ editar ]
O menor é a molécula diatómica hidrogénio (H 2 ), com um comprimento de ligação de 0,74 Å. [ 10 ]
 
A maior molécula de diâmetro [ editar ]
Sílica mesoporosa foram produzidos com um diâmetro de 1000 A (100 nm) [ 11 ]
 
Radius [ editar ]
Raio molecular eficaz é o tamanho de uma molécula exibe em solução. [ 12 ] [ 13 ] A tabela de permeabilidade selectiva para diferentes substâncias contém exemplos.
 
Fórmulas para moléculas [ editar ]
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Tipos de fórmula química [ editar ]
Ver artigo principal: fórmula química
A fórmula química para uma molécula usa uma única linha de químicos de elementos símbolos, números, e às vezes também outros símbolos, como parênteses, traços, entre parênteses, e mais (+) e menos (-) sinais. Estes estão limitados a uma única linha de símbolos tipográfico, que pode incluir subscritos e sobrescritos.
 
Um composto de fórmula empírica é um tipo muito simples da fórmula química. É o mais simples inteiro proporção dos elementos químicos que constituem. Por exemplo, a água é sempre constituído por uma proporção de 2: 1 de hidrogénio para oxigénio átomos, e acetato de álcool ou etanol é sempre constituído por carbono , hidrogénio e oxigénio em uma proporção de 2: 1: 6. No entanto, este não determina o tipo de molécula exclusivamente - éter dimetílico tem as mesmas proporções como etanol, por exemplo. As moléculas com os mesmos átomos em diferentes arranjos são chamados isômeros . Também hidratos de carbono, por exemplo, ter a mesma relação de (carbono: hidrogénio: oxigénio = 1: 2: 1) (e, portanto, a mesma fórmula empírica), mas diferentes números totais de átomos na molécula.
 
A fórmula molecular reflecte o número exacto de átomos que compõem a molécula e por isso caracteriza moléculas diferentes. No entanto diferentes isómeros podem ter a mesma composição atómica sendo moléculas diferentes.
 
A fórmula empírica é muitas vezes o mesmo que a fórmula molecular, mas não sempre. Por exemplo, a molécula de acetileno tem a fórmula molecular C 2 H 2 , mas a relação de número inteiro mais simples dos elementos é CH.
 
A massa molecular pode ser calculado a partir da fórmula química , e é expressa em convencionais unidades de massa atómica igual a 1/12 da massa de um átomo de carbono-12 (neutro 12 C isótopo ) átomo. Para redes de sólidos , o termo unidade de fórmula é utilizada em estequiométricas cálculos.
 
Fórmula estrutural [ editar ]
Ver artigo principal: a fórmula estrutural
Para moléculas com uma estrutura 3-dimensional complicada, especialmente envolvendo átomos ligados a quatro substituintes diferentes, uma fórmula molecular simples, ou mesmo semi-estrutural fórmula química pode não ser suficiente para especificar completamente a molécula. Neste caso, um tipo de gráfico de fórmula chamada uma fórmula estrutural podem ser necessários. As fórmulas estruturais podem ser representadas, por sua vez, com um nome químico unidimensional, mas tal nomenclatura química requer muitas palavras e termos que não são parte de fórmulas químicas.
 
Geometria molecular [ editar ]
Ver artigo principal: geometria molecular
Moléculas fixaram equilíbrio geometrias de obrigações comprimentos e angles- sobre os quais oscilam continuamente através de movimentos vibracionais e rotacionais. Uma substância pura é composto de moléculas com a mesma estrutura geométrica média. A fórmula química e a estrutura de uma molécula são os dois factores importantes que determinam as suas propriedades, em particular a sua reactividade . Os isómeros dar uma fórmula química, mas normalmente tem propriedades muito diferentes devido aos seus diferentes estruturas. Os estereoisómeros , um tipo particular de isómeros, podem ter Propriedades físico-químicas muito semelhantes e ao mesmo Tempo diferentes bioquímicos actividades.
 
Espectroscopia Molecular [ editar ]
Ver artigo principal: Espectroscopia
Espectroscopia Molecular lida com a resposta ( espectro ) de moléculas que interagem com sondagem sinais de conhecido energia (ou frequência , de acordo com a fórmula de Planck ). As moléculas foram quantificados os níveis de energia que podem ser analisados ​​por detecção de troca de energia da molécula através de absorvância ou emissão . [ 14 ] Espectroscopia não geralmente referem-se a difracção de estudos em que as partículas, tais como neutrões , electrões , ou de alta energia de raios-X interagem com um arranjo regular de moléculas (como num Cristal).
 
Aspectos teóricos [ editar ]
O estudo de moléculas de física molecular e química teórica é amplamente baseada na mecânica quântica e é essencial para a compreensão da ligação química . A mais simples das moléculas é o hidrogênio molécula-ion , H 2 + , e o mais simples de todas as ligações químicas é o vínculo de um elétron . H 2 + é composto por dois carregados positivamente protões e um com carga negativa de electrões , o que significa que a equação de Schrödinger para o sistema podem ser resolvidos mais facilmente devido à falta de repulsão de electrões-electrões. Com o desenvolvimento dos computadores digitais rápidos, soluções aproximadas para moléculas mais complexas tornou-se possível e é um dos principais aspectos da química computacional .
 
Ao tentar definir com rigor se um arranjo de átomos é "suficientemente estável" para ser considerado uma molécula, IUPAC sugere que ela "deve corresponder a uma depressão na superfície de energia potencial que é profundo o suficiente para confinar pelo menos um estado vibracional ". [ 1 ] Esta definição não depende da Natureza da interacção entre os átomos, mas apenas com a força da interacção. Na verdade, ele inclui fracamente espécies que não tradicionalmente seria considerado moléculas, tais como o ligado de hélio dímero , Ele 2 , que tem uma vibracional estado ligado [ 15 ] e é assim ligado frouxamente que só é susceptível de ser observado pelo muito baixo temperaturas.
 
Seja ou não um arranjo de átomos é "suficientemente estável" deve ser considerada uma molécula é inerentemente uma definição operacional. Filosòfica, por conseguinte, uma molécula não é uma entidade fundamental (em contraste, por exemplo, para uma partícula elementar ); em vez disso, o conceito de uma molécula é a maneira do químico de fazer uma declaração úteis sobre os pontos fortes de interações em escala atômica no Mundo que observamos.
 
Em química , chamada molécula a um conjunto de pelo menos dois átomos ligados covalentemente para formar um sistema estável e electricamente neutra . 1 2
 
Quase todos química orgânica e em muito da química inorgânica em causa com a síntese e a reactividade de moléculas e compostos moleculares . A físico-química e, especialmente, a química quântica estudo também quantitativamente, se for o caso, as propriedades e reactividade das moléculas. A bioquímica está intimamente relacionada com a biologia molecular , uma vez que ambos estudaram nos seres vivos nível molecular. O estudo das interações específicas entre moléculas, incluindo o reconhecimento molecular é o Campo de estudo da química supramolecular . Estas forças explicar as propriedades físicas, tais como solubilidade ou o ponto de ebulição de um composto molecular. As moléculas são raramente encontrados há interação entre eles, exceto em gases rarefeitos e os gases nobres . Assim, eles podem estar em redes cristalinas , como o caso de moléculas de H 2 O em Gelo ou interacções mas rápida mudança forte direccionalidade, e água líquida. Em ordem de intensidade crescente, as forças intermoleculares são relevantes: os van der Waals e ligações de hidrogênio . Os dinâmica molecular é um método de simulação de Computador usando essas forças para tentar explicar as propriedades das moléculas.
 
Índice  [ hide ] 
1 Definição e limites
2 tipos de moléculas
3 Descrição
4 Veja também
5 Referências
6 Ligações externas
Definição e limites [ editar ]
E geralmente menos precisa, definida como a menor parte de uma molécula de substância química que conserva as suas propriedades químicas, e a partir do qual a substância pode ser reconstituído sem reacções químicas . De acordo com esta definição, o que é razoavelmente úteis para essas moléculas compostas de substâncias puras, pode haver as "moléculas" monatomic de gases nobres , enquanto que as redes cristalinas , sais , metais , e a maioria dos vidros permanecem numa situação de confusão.
 
As moléculas lábeis podem perder a sua coerência, em tempos relativamente curtos, mas, se a meia-Vida é da ordem de algumas vibrações moleculares , isto é um estado de transição que não pode ser considerado molécula. Actualmente, é possível a utilização do laser pulsado para o estudo da química destes sistemas.
 
As entidades que partilham a definição de moléculas, mas que têm carga elétrica são chamados íons poliatómicos , íons moleculares ou moléculas de íon . Sais de compostos de íons poliatómicos são geralmente classificados em materiais de base molecular ou materiais moleculares.
 
Tipos de moléculas [ editar ]
As moléculas podem ser classificadas em:
 
Moléculas discretas , que compreendem um número determinado de átomos, se o mesmo elemento (tais como moléculas homonucleares diazoto ou fulereno) ou componentes (moléculas heteronucleares, como água).
 
Molécula de diazoto, o Gás que é o componente principal de ar
 
 
Molécula de fulereno , terceira forma estável de carbono depois de diamante e grafite
 
 
A molécula de água , "solvente universal" de fundamental importância em muitos processos bioquímicos e industrial
 
 
Representação poliédrica do ânion Keggin de um poliânion molecular
Macromoléculas ou polímeros , formada pela repetição de uma unidade comparativamente simples, ou um conjunto limitado destes units- e alcançar pesos moleculares relativamente elevados.
 
Representação de um fragmento de ADN , um polímero de importância fundamental na genética
 
 
Ligação peptídica que liga os peptídeos para formar proteínas
 
 
Representando um fragmento linear de polietileno , o plástico usado mais
 
 
Primeira geração de um dendrímero , um tipo especial de polímero que cresce fractal
Descrição [ editar ]
A estrutura molecular pode ser descrito de diferentes maneiras. A fórmula molecular é útil para moléculas simples, tais como H 2 S para água ou NH 3 em amoníaco . Ele contém os símbolos dos elementos presentes na molécula, e as proporções indicadas pelos índices.
 
Para moléculas mais complexas, tais como aqueles encontrados em química orgânica , a fórmula química não é suficiente, e conveniente utilizar uma fórmula estrutural ou fórmula esquelética , que mostra graficamente o arranjo espacial dos vários grupos funcionais .
 
Quando você quer mostrar várias propriedades moleculares, ou são sistemas muito complexos, tais como proteínas , DNA ou polímeros são usados, performances especiais, como modelos tridimensionais (físicas ou representados por computador). Em proteínas, por exemplo, pode-se distinguir (ordem dos aminoácidos), secundário (primeira dobragem em hélices, folhas, transforma ...), terciário (estruturas dobráveis ​​hélice / folha / Dinheiro para dar o tipo de sangue) e quaternário (estrutura primária organização espacial entre diferentes células).
 
 
Figura 1. Representações terpenoid , atisano , 3D (centro-esquerda) e 2D (à direita). No modelo 3D do lado esquerdo, os átomos de carbono são representadas por esferas de cinza; branco representam a átomos de hidrogênio e cilindros representam ligações. O modelo é uma representação das superfícies moleculares, áreas coloridas pela carga eléctrica positiva ou negativa (Vermelho) (Azul). No modelo 3D do centro, luz esferas azuis representam átomos de carbono, hidrogênio e branco cilindros entre os átomos são ligações simples .



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