estrutura molecular.
átomos, elétrons, nêutrons e prótons

Molécula

Molécula

Uma molécula é um conjunto de átomos quimicamente ligados. A carga elétrica das moléculas é neutra.

Existe uma definição de uma molécula mais antiga que é menos geral e menos precisa: "Uma molécula é a parte mais pequena de uma substância que pode ter uma existência independente e estável, preservando suas propriedades químicas e certas propriedades físico-químicas". Por esta definição, poderia haver moléculas com um único átomo.

Tipos de moléculas

As moléculas podem ser formadas de duas maneiras diferentes:

  • Moléculas discretas: as moléculas podem consistir num número bem definido de átomos (geralmente um pequeno número). As entidades que constituem neste caso são chamadas de moléculas discretas. Essas moléculas geralmente existem tanto no estado gasoso como no estado condensado. Um exemplo de moléculas discretas são hidrogênio ou moléculas de 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. Neste caso, distinguimos três subgrupos: se eles se estendem em uma direção, eles são chamados de cadeias infinitas, se eles se estendem em duas em uma direção as chamamos de cadeias infinitas), se elas se estendem em três direções, chamamos estruturas tridimensionais infinitas. Nestes últimos casos, as moléculas são chamadas de moléculas gigantes. Como exemplos de moléculas gigantes, temos um cristal de íons, um sal fundido, um sólido ou um metal fundido, um sólido covalente (como diamante ou sílica, em que todos os átomos estão unidos aos vizinhos mais próximos por ligações covalentes de igual força ).

Os dedos moleculares sólidos (constituídos por cristais onde as moléculas ocupam os nós da rede) 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 do que as forças de valência que ligam os átomos dentro da molécula. Consequentemente, as distâncias intermoleculares são marcadamente superiores às distâncias intramoleculares.

O que são macromoléculas?

As macromoléculas são moléculas gigantes onde as ligações entre os átomos são de natureza covalente.

As moléculas discretas também podem ser macromoléculas. Neste caso, as moléculas discretas só podem ser macromoléculas no estado condensado quando são constituídas por um número muito alto de átomos. As macromoléculas discretas também podem ser agrupadas de forma ordenada para formar cristais.

Movimento de moléculas

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

Os átomos que constituem as moléculas estão em posições geometricamente definidas, embora dentro das moléculas haja movimentos de vibração. Desta forma, as moléculas discretas têm forma e você pode falar de distâncias e de ângulos de conexão. No entanto, essas distâncias e ângulos não são absolutamente corrigidos.

Energia das moléculas

A energia cinética (rotacional, vibracional) e a energia eletrônica das moléculas podem ser quantificadas. Os intercâmbios de energia com a 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 são convertidas de tal amplitude que as moléculas se dissociam nos átomos que os compõem.

Embora as moléculas sejam eletricamente neutras, as moléculas são constituídas por átomos (elétrons, prótons e nêutrons), isto é, partículas carregadas. Nós chamamos moléculas não-polares se a distribuição de cargas elétricas é simétrica. No câncer, chamamos moléculas polares se for assimétrico.

Características e modelos de moléculas

O número de elementos químicos descobertos é 116. No entanto, há dois milhões de substâncias químicas identificadas. Por este 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.

Lewis Model

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. Esta é a regra do octeto, que nem sempre é verdade.

Modelo molecular de ligação de valência

O modelo de ligação de valência mais atualizado considera a sobreposição (axial ou lateral) de orbitais atômicos de diferentes átomos. Esta 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 estão ligados entre si para formar orbitais moleculares. Os orbitais moleculares são compartilhados pelos dois átomos que formam os laços. Os elétrons que estão localizados nos orbitais moleculares pertencem aos núcleos de ambos os átomos.

A pesquisa molecular está cada vez mais concentrada em moléculas complexas (por exemplo, moléculas biológicas) e em macromoléculas (por exemplo, polímeros).

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Última revisão: 8 de novembro de 2016

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