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.
Normalmente as moléculas aparecem interagindo umas com as outras, exceto para gases rarefeitos e gases nobres. Desta forma podemos encontrá-los em redes cristalinas ou com interações intensas. As forças mais relevantes que interagem entre as moléculas são as forças de Van der Waals e as ligações de hidrogênio.
Em química orgânica e bioquímica, o conceito de molécula às vezes também identifica íons poliatômicos. Por outro lado, na teoria cinética dos gases, é frequentemente usado para cada partícula de gás.
Uma molécula pode ser composta de vários átomos de um único elemento químico ou átomos de diferentes elementos. Famílias de moléculas compostas dos mesmos átomos dispostos de forma diferente no espaço são chamadas de isômeros, e o arranjo afeta as propriedades físicas da substância.
Tipos de moléculas
Podemos classificar as moléculas em dois tipos, dependendo de como elas são formadas:
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Moléculas discretas: As moléculas podem ser compostas por um número bem definido de átomos mantidos juntos por ligações covalentes.
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Moléculas gigantes: são grandes cadeias moleculares que também são conhecidas como macromoléculas ou polímeros. Essas estruturas moleculares se estendem indefinidamente no espaço.
Energia das moléculas
As estruturas moleculares possuem energia. Essa energia quantificável se manifesta em energia cinética (rotacional, vibracional) e eletrônica.
A energia total das moléculas depende da temperatura. À medida que a temperatura aumenta, os movimentos vibracionais dos átomos internos aumentam. Quando a temperatura é alta o suficiente, as vibrações são de tal amplitude que as moléculas se dissociam em seus átomos componentes.
Embora as moléculas sejam eletricamente neutras, as moléculas são compostas de átomos (elétrons, prótons e nêutrons), ou seja, partículas eletricamente carregadas.
Características e modelos das moléculas
O número de elementos químicos descobertos e representados na tabela periódica é 116. No entanto, existem dois milhões de substâncias químicas identificadas.
Por esta razão é importante definir os parâmetros característicos das moléculas, como a energia de suas ligações, a reatividade das moléculas, seus comprimentos, seus ângulos e o momento dielétrico, além da geometria molecular.
A formação de moléculas pode ser ilustrada com vários modelos.
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A estrutura de Lewis é o modelo mais antigo para representar uma estrutura molecular. Um diagrama de Lewis explica a formação de ligações e estruturas moleculares pela necessidade de obter uma configuração eletrônica de gás nobre para cada átomo.
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O modelo molecular de ligação de valência considera a sobreposição de orbitais atômicos de diferentes átomos. Esta teoria é complementada pela introdução da hibridização orbital, que permite explicar as configurações espaciais das moléculas.
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De acordo com o modelo de orbital molecular, os orbitais atômicos se unem para formar orbitais moleculares compartilhados pelos dois átomos de ligação. Os elétrons localizados nos orbitais pertencem aos núcleos de ambos os átomos.
Exemplos de moléculas
Alguns exemplos de moléculas importantes são:
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A água (H 2 O) é um composto essencial para a vida que é composto por dois átomos de hidrogênio e um de oxigênio.
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O dióxido de carbono (CO 2 ), formado por um átomo de carbono e dois átomos de oxigênio, está relacionado ao efeito estufa.
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O metano (CH 4 ) é uma molécula orgânica composta de carbono e hidrogênio. É o principal composto do gás natural.
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O dioxigênio (O 2 ) tem uma estrutura diatômica composta por dois átomos de oxigênio. Às vezes também é conhecido simplesmente como a molécula de oxigênio. Existe outra variedade composta por três átomos: O 3 , chamado ozônio. O ozônio é encontrado em abundância na atmosfera da Terra.