Cuando dos o más átomos entran en químicaenlaces entre sí, surgen moléculas. No importa si estos átomos son iguales o si son completamente diferentes entre sí tanto en forma como en tamaño. Descubriremos cuál es el tamaño de las moléculas y de qué depende.
¿Qué son las moléculas?
Durante milenios, los científicos han especulado sobreel secreto de la vida, sobre lo que sucede exactamente en sus inicios. Según las culturas más antiguas, la vida y todo, todo en este mundo consiste en los elementos básicos de la naturaleza: tierra, aire, viento, agua y fuego. Sin embargo, con el tiempo, muchos filósofos comenzaron a proponer la idea de que todas las cosas están formadas por cosas diminutas e indivisibles que no se pueden crear ni destruir.
Sin embargo, solo después de la aparición de la teoría atómica yEn la química moderna, los científicos comenzaron a postular que las partículas, tomadas en conjunto, dieron lugar a los componentes básicos de todas las cosas. Así es como apareció el término, que en el contexto de la teoría de partículas moderna se refiere a las unidades más pequeñas de masa.
Según su definición clásica, una molécula eses la partícula más pequeña de una sustancia que ayuda a mantener sus propiedades químicas y físicas. Consiste en dos o más átomos, así como grupos de átomos iguales o diferentes que se mantienen unidos por fuerzas químicas.
¿Qué tan grandes son las moléculas? En el quinto grado, la historia natural (una asignatura de la escuela) da solo una idea general del tamaño y la forma, con más detalle este tema se estudia en la escuela secundaria en las lecciones de química.
Ejemplos de moléculas
Las moléculas pueden ser simples o complejas. Aquí hay unos ejemplos:
- X2O (agua);
- H2 (nitrógeno);
- Oh3 (ozono);
- CaO (óxido de calcio);
- C6X12Oh6 (glucosa).
Moléculas compuestas por dos o más elementos.se llaman conexiones. Entonces, el agua, el óxido de calcio y la glucosa son componentes. No todos los compuestos son moléculas, pero todas las moléculas son compuestos. ¿Qué tan grandes pueden ser? ¿Cuál es el tamaño de la molécula? Es un hecho bien conocido que casi todo lo que nos rodea está formado por átomos (excepto la luz y el sonido). Su peso total será la masa de la molécula.
Masa molecular
Cuando se habla del tamaño de las moléculas, la mayoría de los científicos parten del peso molecular. Este es el peso total de todos los átomos incluidos en él:
- El agua, que consta de dos átomos de hidrógeno (cada uno con una unidad de masa atómica) y un átomo de oxígeno (16 unidades de masa atómica), tiene un peso molecular de 18 (más precisamente, 18.01528).
- La glucosa tiene un peso molecular de 180.
- El ADN que es muy largo puede tener un peso molecular de aproximadamente 1010 (el peso aproximado de un cromosoma humano).
Medida en nanómetros
Además de la masa, también podemos medir,¿Cuál es el tamaño de las moléculas en nanómetros? La unidad de agua tiene aproximadamente 0,27 Nm de ancho. El ADN alcanza los 2 nm de diámetro y puede extenderse hasta varios metros de longitud. Es difícil imaginar cómo pueden caber tales dimensiones en una jaula. La relación entre la longitud y el grosor del ADN es asombrosa. Es 1 / 100.000.000, como un cabello humano del largo de un campo de fútbol.
Formas y tamaños
¿Qué tan grandes son las moléculas? Vienen en todas las formas y tamaños. El agua y el dióxido de carbono se encuentran entre los más pequeños, mientras que las proteínas se encuentran entre los más grandes. Las moléculas son elementos formados por átomos que están unidos entre sí. La comprensión de la apariencia de las moléculas ha sido tradicionalmente parte de la química. Además de su comportamiento químico incomprensiblemente extraño, una de las características importantes de las moléculas es su tamaño.
¿Dónde puede ser especialmente útil saber¿Cuál es el tamaño de las moléculas? La respuesta a esta y muchas otras preguntas ayuda en el campo de la nanotecnología, ya que el concepto de nanorobots y materiales inteligentes necesariamente se ocupa de los efectos de los tamaños y formas moleculares.
¿Qué tan grandes son las moléculas?
En quinto grado, la historia natural sobre este tema dasólo información general de que todas las moléculas están formadas por átomos que están en constante movimiento desordenado. En la escuela secundaria, ya puedes ver fórmulas estructurales en los libros de texto de química que se asemejan a la forma real de las moléculas. Sin embargo, es imposible medir su longitud con una regla regular y, para ello, es necesario saber que las moléculas son objetos tridimensionales. Su imagen en papel es una proyección sobre un plano bidimensional. La longitud de una molécula cambia por las longitudes de enlace de sus ángulos. Hay tres principales:
- El ángulo del tetraedro es 109 °, cuando todos los enlaces de este átomo con todos los demás átomos son simples (solo un guión).
- El ángulo del hexágono es de 120 ° cuando un átomo tiene un doble enlace con otro átomo.
- El ángulo de la línea es de 180 ° cuando un átomo tiene dos enlaces dobles o un enlace triple con otro átomo.
Los ángulos reales a menudo difieren de estos ángulos, ya que se deben considerar una variedad de efectos diferentes, incluidas las interacciones electrostáticas.
Cómo imaginar el tamaño de las moléculas: ejemplos
¿Qué tan grandes son las moléculas? En quinto grado, las respuestas a esta pregunta, como ya hemos dicho, son de carácter general. Los estudiantes saben que el tamaño de las juntas nombradas es muy pequeño. Por ejemplo, si convierte una molécula de arena en un solo grano de arena en un grano entero de arena, entonces debajo de la masa resultante podría esconder una casa de cinco pisos. ¿Qué tan grandes son las moléculas? La respuesta corta, que también es más científica, es la siguiente.
El peso molecular equivale a la relaciónla masa de toda la sustancia al número de moléculas en la sustancia o la relación entre la masa molar y la constante de Avogadro. La unidad de medida es el kilogramo. El peso molecular promedio es 10-23-10-26 kg. Tomemos el agua, por ejemplo. Su peso molecular será 3 x 10 -26 kg.
¿Cómo afecta el tamaño molecular a las fuerzas atractivas?
Responsable de la atracción entre moléculas.es una fuerza electromagnética, que se manifiesta a través de la atracción de cargas opuestas y la repulsión de cargas similares. La fuerza electrostática que existe entre cargas opuestas domina las interacciones entre átomos y entre moléculas. La fuerza gravitacional es tan pequeña en este caso que se puede despreciar.
En este caso, el tamaño de la molécula afecta la fuerzaAtracción a través de la nube de electrones de distorsiones aleatorias que surgen de la distribución de los electrones de la molécula. En el caso de partículas no polares que exhiben solo interacciones débiles de van der Waals o fuerzas de dispersión, el tamaño de las moléculas tiene un efecto directo sobre el tamaño de la nube de electrones que rodea la molécula especificada. Cuanto más grande es, el campo más grande y cargado que lo rodea.
Una nube de electrones más grande significa que entrepueden ocurrir más interacciones electrónicas con moléculas vecinas. Como resultado, una parte de la molécula desarrolla una carga parcial positiva temporal y la otra negativa. Cuando esto sucede, la molécula puede polarizar la nube de electrones de la vecina. La atracción se produce porque un lado positivo parcial de una molécula es atraído por un lado negativo parcial de otra.
Conclusión
Entonces, ¿cuál es el tamaño de las moléculas? En las ciencias naturales, como descubrimos, solo se puede encontrar una idea figurada de la masa y el tamaño de estas partículas más pequeñas. Pero sabemos que existen conexiones simples y complejas. Y el segundo incluye un concepto como macromolécula. Es una unidad muy grande, como una proteína, que generalmente se elabora polimerizando subunidades más pequeñas (monómeros). Suelen tener miles de átomos o más.
Las macromoléculas más comunes enLa bioquímica son biopolímeros (ácidos nucleicos, proteínas, carbohidratos y polifenoles) y grandes moléculas no poliméricas (como los lípidos). Las macromoléculas sintéticas incluyen plásticos comunes y fibras sintéticas, así como materiales experimentales como nanotubos de carbono.
