Inhoud
- Wat zijn moleculen en verbindingen?
- Hoe vormen moleculen zich?
- Soorten moleculen
- Verbinding versus Mengsel
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 u kent, van de lucht die u inademt tot uw longen die het opnemen. Wetenschappers werken uitgebreid 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 molecuul is twee of meer atomen die chemisch zijn samengevoegd. 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 werkt als een enkele eenheid en is het kleinste stuk van een stof dat alle eigenschappen van die stof behoudt. Als u bijvoorbeeld suiker (C12H22O11) ontbindt tot iets dat kleiner is dan het moleculaire niveau, is het niet langer suiker. Het zouden individuele koolstof-, waterstof- en zuurstofatomen zijn.
Hoe vormen moleculen zich?
Elk atoom bestaat uit positief geladen protonen en negatief geladen elektronen. Deze elektronen zijn gerangschikt in niveaus die orbitalen of schalen worden genoemd. De meest energetische elektronen bevinden zich in de buitenste baan, de valentieschil, en kunnen worden gedeeld met andere atomen om een molecuul te vormen. Het aantal elektronen dat een baan kan bevatten, bepaalt wat voor 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 keukenzout (NaCl) te maken, maar niet twee om Na2Cl te vormen.
Soorten moleculen
Moleculen kunnen covalent, polair covalent, ionisch of metaalachtig zijn. Covalente verbindingen ontstaan wanneer twee atomen hun elektronen gelijk delen. Om dit te laten gebeuren, moeten beide atomen dezelfde elektronegativiteit hebben, of aan de elektronen trekken. Alleen identieke atomen hebben exact dezelfde elektronegativiteit, dus echte covalente bindingen vormen alleen tussen elementen die met zichzelf binden, zoals waterstofgas (H2). Atomen die hun elektronen enigszins ongelijk delen, worden polaire covalente moleculen genoemd. In dit type verbinding heeft het ene atoom een iets sterkere aantrekkingskracht op het elektron dan het andere; daarom besteedt het elektron meer tijd rond het sterkere atoom, waardoor een tijdelijk positief en negatief einde wordt gecreëerd. Ionische verbindingen ontstaan wanneer het ene atoom een veel sterkere trekkracht op het elektron heeft dan het andere atoom, waardoor het het meestal bestuurt. Metalen atomen delen hun elektronen vrij met vele atomen, waardoor een elektronenstroom ontstaat, waardoor ze goede geleiders van elektriciteit zijn.
Verbinding versus Mengsel
Twee elementen moeten chemisch binden om een molecuul te vormen; dat wil zeggen dat ze elektronen moeten delen. Als ze op een zodanige manier worden gecombineerd dat ze één enkele stof lijken te zijn, maar niet chemisch zijn gebonden, 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 lijkt meestal op zijn componenten, net zoals het suikerwater zoet smaakt, zoals suiker, en een vloeistof blijft, zoals water. Verbindingen behouden niet de eigenschappen van hun componenten. Tafelzout (NaCl) is bijvoorbeeld gemaakt van natrium, dat in vlammen uitbarst wanneer het water aanraakt, en chloor, dat een ontsmettingsmiddel is. Wanneer u ze echter samenstelt, vormen ze een stabiele, eetbare stof.