Molècula
De Viquipèdia
En química, una molècula és un grup elèctricament neutre i suficientment estable d' almenys dos àtoms en una configuració definida, units per enllaços químics molt forts (covalents).[1][2]
Abans hom definia la molècula, de manera menys general i precisa, com la més petita part d'una substància que podia tenir existència independent i estable conservant encara les seves propietats físico-químiques. D'acord amb aquesta definició podien existir molècules monoatòmiques.
La paraula moderna molècula és del 1864, i és un diminutiu savi modern del llatí mōlēs, que significa "massa, volum".[3]
Taula de continguts |
[edita] Tipus de molècules
Segons el nombre d'àtoms les molècules es classifiquen en:
- Molècules discretes. Les constituïdes per un nombre ben definit i en general petit d'àtoms.
 Molècula de nitrogen, N2 |
_white.png) Molècula d'aigua, H2O |
 Molècula de sacarosa |
 Molècula d'àcid linolènic |
- Macromolècules o polímer. Són molècules amb una relativament alta massa molecular, la qual estructura està formada per la repetició d'unitats derivades, realment o conceptual, de molècules de relativament baix pes molecular. En molts casos, especialment per als polímers sintètics, pot considerar-se que una macromolècula té una elevada massa molecular relativa, si l'addició o supressió d'una o diverses de les unitats té un efecte insignificant en les seves propietats. Això no en el cas d'algunes de les macromolècules les propietats de les quals poden ser críticament dependents de detalls fins de la estructura molecular. [4]
 Part d'una macromolècula de silicona |
 Part d'una macromolècula de nitrocel.lulosa |
 Part d'una macromolècula d'ADN |
 Part d'una proteïna |
[edita] Fórmules
Una propietat important de qualsevol molècula és la seva fórmula molecular, que ens diu quants àtoms de cada element hi ha, en el cas d'un compost o simplement el total d'àtoms en el cas d'un element. Per exemple, l'aigua (H2O), està formada per 2 àtoms d'hidrogen (H) i un d'oxigen (O). Les molècules d'oxigen atmosfèric estan formades per dos àtoms d'oxigen (O).
[edita] Història
[edita] La hipòtesi d'Avogadro
No fou fins a 1814 quan el químic italià Amedeo Avogadro proposà l'existència de molècules formades per dos o més àtoms. Segons Avogadro, en una reacció química una molècula de reactiu ha de reaccionar amb una o diverses molècules d'un altre reactiu, donant lloc a una o diverses molècules del producte, però una molècula no pot reaccionar amb un nombre no sencer de molècules, ja que la unitat mínima d'un reactiu és la molècula. Ha d'existir, per tant, una relació de nombres enters senzills entre les molècules dels reactius, i entre aquestes molècules i les del producte.
Segons la llei de Charles i Gay-Lussac aquesta mateixa relació és la que ocorre entre els volums dels gasos en una reacció química. Per això, deu existir una relació directa entre aquests volums de gasos i el nombre de molècules que contenen. Per a explicar aquesta llei, Avogadro introduí la hipòtesi de què les molècules de la majoria dels gasos elementals més habituals (hidrogen, clor, oxigen, nitrogen, etc.) eren diatòmiques (H2, Cl2, O2, N2, etc.), és a dir, que per mitjà de reaccions químiques es poden separar en dos àtoms.
La hipòtesi d'Avogadro no fou admesa per la comunitat científica fins el 1860 quan un deixeble d'Avogadro, Stanislao Cannizzaro, presentà en una reunió científica a Karlsruhe un article (publicat en 1858) sobre les hipòtesis d'Avogadro i la determinació de masses atòmiques.
[edita] Les proves d'Einstein i Perrin
El 1827 Robert Brown, un botànic escocès, informà que els grànuls de pol·len submergits en l'aigua es mouen contínuament i es traslladen de manera irregular d'un lloc a un altre, és el que s'anomenà moviment brownià. En principi es pensà en què els grans de pol·len tenien vida, però el 1863 se suggerí que el moviment observat podia ser a causa d'un bombardeig desigual de les partícules de pol·len per les molècules d'aigua del seu voltant. En els objectes macroscòpics no s'observava perquè els impactes són massa petits per produir cap efecte. Però en el cossos microscòpics, bombardejats potser per uns pocs centenars de molècules per segon, un petit excés, per un o un altre costat, poden determinar una agitació observable. No hi hagué una interpretació teòrica d'aquesta observació fins que Albert Einstein oferí una explicació quantitativa el 1905.[5] Einstein elaborà un model teòric que permetia fer prediccions precises sobre la mida de les partícules.
Tres anys més tard, el físic francès Jean Baptiste Perrin per tal de confirmar les prediccions d'Einstein realitzà un estudi experimental del moviment brownià.[6] El seu treball fou possible gràcies al desenvolupament del ultramicroscopi per Richard Zsigmondy i Henry Siedentopf el 1903. Perrin estudià la forma en què les partícules sedimentaven dins de l'aigua, degut a la influència de la gravetat. A aquesta sedimentació s'oposen les col·lisions de les molècules d'aigua procedents de la part inferior, de manera que el moviment brownià s'oposa a la força de la gravetat. Perrin emprà aquest descobriment per calcular la mida de les molècules mitjançant l'equació d'Einstein i demostrà la seva validesa. La importància fonamental d'aquest treball és que estableix l'atomisme com una cosa més que una hipòtesi útil. Fou principalment com a resultat de la tasca de Perrin que els més eminents escèptics a l'existència de les molècules, entre ells Wilhelm Ostwald, finalment cediren.
[edita] Tipus d'enllaços en les molècules
En les molècules, es pot imaginar que els parells electrònics compartits mantenen units als àtoms entre si. A aquest enllaç l'anomenem enllaç covalent. Depenent de la diferència de electronegativitat entre els àtoms, l'enllaç serà purament covalent, o presentarà certa polaritat o contribució iònica. Les molècules rarament es troben sense interacció entre elles, excepte els gasos nobles. Així, poden trobar-se en xarxes cristal·lines, com el cas de les molècules d'H2O en el gel o amb interaccions intenses però que canvien ràpidament de direcció, com en l'aigua líquida. L'estudi de les interaccions específiques entre molècules, incloent el reconeixement molecular és el camp d'estudi de la química supramolecular. Aquestes forces són fonamentals per a propietats com la solubilitat o el punt d'ebullició. Algunes d'elles, en ordre decreixent d'intensitat, són:
[edita] Referències
- ↑ Plantilla:GoldBookRef
- ↑ Pauling, Linus. General Chemistry. New York: Dover Publications, Inc., 1970. ISBN 0-486-65622-5.
Ebbin, Darrell, D.. General Chemistry, 3th Ed.. Boston: Houghton Mifflin Co., 1990. ISBN 0-395-43302-9.
Brown, T.L.. Chemistry – the Central Science, 9th Ed.. New Jersey: Prentice Hall, 2003. ISBN 0-13-066997-0.
Chang, Raymond. Chemistry, 6th Ed.. New York: McGraw Hill, 1998. ISBN 0-07-115221-0.
Zumdahl, Steven S.. Chemistry, 4th ed.. Boston: Houghton Mifflin, 1997. ISBN 0-669-41794-7. - ↑ Enciclopèdia Catalana: Gran diccionari de la llengua catalana, 1999.
- ↑ McNaught, A.D.; Wilkinson, A.. IUPAC. Compendium of Chemical Terminology, the "Gold Book", 2ª (en anglès). Oxford: Blackwell Scientific Publications, 1997. DOI:10.1351/goldbook.M03667. ISBN 0-9678550-9-8 [Consulta: 28-maig-09].
- ↑ Einstein, A.. «Über die von der molekularkinetischen Theorie der Wärme geforderte Bewegung von in ruhenden Flüssigkeiten suspendierten Teilchen» (pdf) (en alemany). Annalen der Physik [Leipzig], 17 (1905), 549–560.
- ↑ Perrin, J.. «Mouvement brownien et réalité moléculaire» (en francès). Annales de chimie et de physique [París], 18 (1909), 5-114.
