Молекулы

Все объекты и вещества в нашем мире состоят из атомов. Однако атомы редко существуют сами по себе. Обычно они связываются с другими атомами и образуют молекулы. Например, в газообразном кислороде отдельных атомов кислорода (O) нет. Эти атомы связаны попарно. Молекула кислорода имеет формулу O₂. Химические вещества называются простыми, если их молекулы содержат атомы одного вида. Когда атомы одного химического элемента соединяются с атомами других элементов, они образуют сложное вещество. Два атома водорода и один атом кислорода образуют молекулу воды Н₂0, сложного вещества. В молекулах природных минералов содержится 50—100 атомов пятнадцати — двадцати различных элементов. В молекулах многих пластмасс могут содержаться миллионы атомов, но такие молекулы образованы в основном углеродом, водородом, кислородом и азотом. Между атомами в молекуле возникают химические связи.

Ковалентная связь образуется, когда внешний электрон одного атома обобществляется с электроном другого атома. Два атома водорода ковалентно связаны с атомом кислорода, образуя молекулу воды Н₂О.

При образовании ионной связи атом теряет или приобретает электроны, заряженные отрицательно. Атомы, обладающие электрическими зарядами, называются ионами. Положительные и отрицательные ионы взаимно притягиваются и образуют ионную связь, Натрий и хлор связаны в хлорид натрия, обычную поваренную соль.

В основе молекулы ДНК, имеющейся в наших генах, лежит группа атомов, именуемая рибозой. Эта группа повторяется миллионы раз на протяжении длинной спиральной цепи.

Атомы углерода легко образуют химические связи между собой и со многими другими видами атомов. Связываясь друг с другом, атомы углерода могут давать очень длинные цепи. Нередко такая цепь состоит из одинаковых атомных групп, называемых элементарными звеньями, которые повторяются сотни или даже тысячи раз на всем протяжении молекулы. Такой тип молекул называют полимером, а элементарные звенья — мономерами. Многие виды пластмасс и искусственных волокон, например, полиэтилен, акрил и нейлон, являются полимерами. Полимерными являются и молекулы, содержащиеся в живых организмах — целлюлоза в растениях, хитин в защитном покрове насекомых, а также ДНК, носитель генетической информации.

Межмолекулярная связь обусловлена слабым притяжением, возникающим между положительно заряженной частью молекулы и отрицательно заряженной частью соседней молекулы.