Atomen zijn de fundamentele bouwstenen van alles in het universum. Hun verschillende eigenschappen verdelen ze in 118 elementen, die op miljoenen manieren kunnen worden gecombineerd. Wetenschappers noemen deze combinaties van atomen, moleculen en verbindingen. Moleculen vormen elk bekend voorwerp dat je kent, vanuit de lucht die je inademt naar je longen die het opnemen. Wetenschappers werken veelvuldig met stoffen gemaakt van moleculen, dus het is belangrijk om te weten wat een molecuul is en welke eigenschappen het heeft. >

Wat zijn moleculen en verbindingen?

Een molecule bestaat uit twee of meer atomen die chemisch met elkaar zijn verbonden. Als ten minste twee verschillende elementen het molecuul vormen, wordt het een verbinding genoemd. Waterstofgas (H2) en water (H2O) zijn bijvoorbeeld moleculen, maar water is ook een verbinding omdat het bestaat uit waterstof en zuurstof. Een molecuul gedraagt ​​zich als een enkele eenheid en is het kleinste stuk van een stof dat alle eigenschappen van die stof behoudt. Als u bijvoorbeeld suiker (C12H22O11) heeft afgebroken tot iets dat kleiner is dan het moleculaire niveau, zou het geen suiker meer zijn. Het zouden individuele koolstof-, waterstof- en zuurstofatomen zijn.

Hoe vormen moleculen?

Elk atoom bestaat uit positief geladen protonen en negatief geladen elektronen. Deze elektronen zijn gerangschikt in niveaus die orbitalen of schelpen worden genoemd. De meest energetische elektronen bevinden zich in de buitenste orbitaal, de valentieschil genoemd, en kunnen met andere atomen worden gedeeld om een ​​molecuul te vormen. Het aantal elektronen dat een orbitaal kan vasthouden, bepaalt welk soort moleculen zich zullen vormen. Chloor (Na) kan bijvoorbeeld slechts één elektron accepteren voordat de valentieschil vol is. Daarom kan het combineren met één natriumatoom om tafelzout (NaCl) te maken, maar niet twee om Na2Cl te vormen.

Soorten moleculen

Moleculen kunnen covalent, polair covalent, ionisch of metallisch zijn. Covalente verbindingen vormen wanneer twee atomen hun elektronen gelijk delen. Om dit te laten gebeuren, moeten beide atomen dezelfde elektronegativiteit hebben, of trekken aan de elektronen. Alleen identieke atomen hebben exact dezelfde elektronegativiteit, dus echte covalente bindingen vormen alleen tussen elementen die zichzelf binden, zoals waterstofgas (H2). Atomen die hun elektronen enigszins ongelijk delen, worden polaire covalente moleculen genoemd. In dit type verbinding heeft één atoom een ​​iets sterkere aantrekkingskracht op het elektron dan het andere; daarom brengt het elektron meer tijd door rond het sterkere atoom, waardoor een tijdelijk positief en negatief einde ontstaat. Ionische verbindingen ontstaan ​​wanneer een atoom een ​​veel sterkere trekkracht op het elektron heeft dan het andere atoom, waardoor dit het grootste deel van de tijd onder controle is. Metaalatomen delen hun elektronen vrij met veel atomen, waardoor er een elektronenstroom ontstaat, wat hen goede geleiders van elektriciteit maakt.

Verbinding vs. Mengsel

Twee elementen moeten chemisch binden om een ​​molecuul te vormen; dat wil zeggen, ze moeten elektronen delen. Als ze zo worden gecombineerd dat ze lijken op een enkele stof, maar niet chemisch gebonden zijn, is het een mengsel. Water is bijvoorbeeld een verbinding omdat waterstof en zuurstof elektronen delen. Suikerwater is een mengsel; hoewel de componenten ervan fysiek zijn vermengd, zijn ze niet chemisch gebonden. Een mengsel zal gewoonlijk op de componenten ervan lijken, net zoals het suikerwater zoet smaakt, zoals suiker, en een vloeistof blijft, zoals water. Verbindingen behouden de eigenschappen van hun componenten niet. Tafelzout (NaCl) is bijvoorbeeld gemaakt van natrium, dat in vlammen opbreekt als het water raakt, en chloor, wat een ontsmettingsmiddel is. Wanneer u ze echter samenvoegt, vormen ze een stabiele, eetbare substantie.