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Usina Nuclear Isar, Alemanha

Piscina de combustível nuclear usado

Turbina de uma usina nuclear

Molécula

Molécula

Definição de molécula em química: uma molécula é uma entidade eletricamente neutra composta por dois ou mais átomos do mesmo elemento ou elementos diferentes, unidos por uma ligação química covalente.

Na química orgânica e bioquímica, o termo molécula às vezes também identifica íons poliatômicos, enquanto na teoria cinética dos gases é freqüentemente usado para cada partícula gasosa, independentemente de sua composição: com essa definição, mesmo os átomos individuais da família gases nobres podem ser considerados moléculas.

Uma molécula pode ser composta por múltiplos átomos de um único elemento químico ou átomos de diferentes elementos. As famílias de moléculas formadas pelos mesmos átomos dispostos de maneira diferente no espaço são chamadas isômeros, e o arranjo afeta as propriedades físicas da substância.

Tipos de moléculas

As moléculas podem ser formadas de duas maneiras diferentes:

  • Moléculas discretas: as moléculas podem ser formadas por um número bem definido de átomos (geralmente um número pequeno). As entidades que constituem neste caso são chamadas moléculas discretas. Essas moléculas geralmente existem no estado gasoso e no estado condensado. Um exemplo de moléculas discretas são as moléculas de hidrogênio ou glicose.
  • Moléculas gigantes. Neste segundo caso, as moléculas podem ser formadas por agregados de átomos ou íons que existem apenas no estado condensado. Essas estruturas se estendem indefinidamente no espaço. Nesse caso, distinguimos três subgrupos: se eles são chamados em uma direção, as chamadas cadeias infinitas, se elas se estendem em duas direções, as chamamos de cadeias infinitas), se elas se estendem em três direções, as denominamos estruturas tridimensionais infinitas. Nos últimos casos, as moléculas são chamadas moléculas gigantes. Como exemplos de moléculas gigantes, temos um cristal iônico, um sal fundido, um metal sólido ou fundido, um sólido covalente (como diamante ou sílica,

Os dedos moleculares sólidos (consistindo de cristais onde as moléculas ocupam os nós do retículo) e os fluidos moleculares, normais ou associados, são agregados de moléculas discretas. Nesses tipos de estruturas, as forças que mantêm a coesão entre as moléculas (forças de van der Waals ou ligações de hidrogênio) são muito mais fracas que as forças de valência que ligam os átomos dentro da molécula. Conseqüentemente, as distâncias intermoleculares são claramente maiores que as intramoleculares.

O que são macromoléculas?

Macromoléculas são moléculas gigantes, onde as ligações entre os átomos são de natureza covalente.

Moléculas discretas também podem ser macromoléculas. Nesse caso, moléculas discretas só podem ser macromoléculas no estado condensado quando são constituídas por um número muito grande de átomos. As macromoléculas discretas também podem ser agrupadas de maneira ordenada, formando cristais.

Movimento da molécula

No caso dos gases, as moléculas são animadas à temperatura ambiente com movimentos rápidos de translação e rotação. No caso de sólidos moleculares e líquidos, existem principalmente oscilações em torno das posições de equilíbrio.

Os átomos que compõem as moléculas estão em posições geometricamente definidas, embora haja movimentos vibratórios dentro das moléculas. Dessa maneira, moléculas discretas são modeladas e você pode falar sobre distâncias e ângulos de ligação. No entanto, essas distâncias e ângulos não são absolutamente fixos.

Energia da molécula

A energia cinética (rotacional, vibracional) e a energia eletrônica das moléculas podem ser quantificadas. As trocas de energia com radiação eletromagnética dão origem a espectros moleculares. A energia total das moléculas depende da temperatura (em particular a energia dos movimentos de vibração dos átomos no interior). A temperaturas suficientemente altas, as vibrações tornam-se tais que as moléculas se dissociam nos átomos que as compõem.

Embora as moléculas sejam eletricamente neutras, as moléculas são compostas de átomos (elétrons, prótons e nêutrons), ou seja, partículas carregadas. Chamamos moléculas não polares se a distribuição de cargas elétricas for simétrica. No câncer, chamamos de moléculas polares se for assimétrica.

Características e modelos de moléculas

O número de elementos químicos descobertos é 116. No entanto, existem dois milhões de produtos químicos identificados. Por esse motivo, é importante definir os parâmetros característicos das moléculas, como a energia de suas ligações, seus comprimentos, seus ângulos e o momento dielétrico, além da geometria molecular.

Modelo Lewis

A formação de moléculas pode ser ilustrada com uma série de modelos. O mais antigo é o modelo de Lewis, que explica a formação de ligações moleculares pela necessidade de obter para cada átomo uma configuração eletrônica de gás nobre. Essa é a regra do octeto, que nem sempre é cumprida.

Modelo molecular da ligação de valência

O modelo de ligação de valência mais atualizado considera a sobreposição (axial ou lateral) de orbitais atômicos de átomos diferentes. Essa teoria é complementada pela introdução da hibridação orbital, que permite explicar as configurações espaciais das moléculas.

Modelo de orbitais moleculares

Um terceiro modelo é o dos orbitais moleculares. De acordo com este modelo, os orbitais atômicos se ligam para formar orbitais moleculares. Orbitais moleculares são compartilhados pelos dois átomos que formam as ligações. Os elétrons que estão localizados nos orbitais moleculares pertencem aos núcleos de ambos os átomos.

Atualmente, a pesquisa molecular está cada vez mais focada em moléculas complexas (por exemplo, moléculas biológicas) e macromoléculas (por exemplo, polímeros).

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Última revisão: 9 de fevereiro de 2020