Μοριακή δομή και φυσικές ιδιότητες

Στη φύση, πολλά άτομα υπάρχουν σε δεσμευμένη μορφή, σχηματίζοντας ειδικές ενώσεις που ονομάζονται μόρια. Ωστόσο, τα αδρανή αέρια, που δικαιολογούν το όνομά τους, σχηματίζουν μονοτονικές μονάδες. Η μοριακή δομή μιας ουσίας συνήθως συνεπάγεται ομοιοπολικούς δεσμούς. Υπάρχουν όμως και λεγόμενες υπό όρους αδύναμες αλληλεπιδράσεις μεταξύ ατόμων. Τα μόρια μπορεί να είναι τεράστια, αποτελούμενα από εκατομμύρια άτομα. Πού είναι τόσο περίπλοκη μοριακή δομή; Παραδείγματα είναι μια ποικιλία οργανικών ουσιών, όπως πρωτεΐνες με τεταρτοταγή δομή και DNA.

Χωρίς χημεία

Οι ομοιοπολικοί δεσμοί που συγκρατούν τα άτομα μαζί είναι εξαιρετικά ισχυροί. Αλλά οι φυσικές ιδιότητες της ύλης δεν εξαρτώνται από αυτό, εξαρτώνται από τις δυνάμεις του van der Waals και τους δεσμούς υδρογόνου, οι οποίες εξασφαλίζουν την αλληλεπίδραση των γειτονικών θραυσμάτων δομών μεταξύ τους. Η μοριακή δομή ενός υγρού, ενός αερίου ή μιας χαμηλής τήξης στερεάς ουσίας εξηγεί επίσης τη συνολική κατάσταση στην οποία τα παρατηρούμε σε μια ορισμένη θερμοκρασία. Προκειμένου να αλλάξει η κατάσταση της ουσίας, αρκεί μόνο να θερμανθεί ή να κρυώσει. Τα ομόλογα ομολόγων δεν σπάνε.

Όρια έναρξης διαδικασίας

Πόσο ψηλά ή χαμηλά είναι τα σημεία σχηματισμού αερίου και τήξης; Εξαρτάται από τη δύναμη των διαμοριακών αλληλεπιδράσεων. Οι δεσμοί υδρογόνου στην ύλη αυξάνουν τη θερμοκρασία της αλλαγής της συνολικής κατάστασης. Όσο μεγαλύτερο είναι το μόριο, τόσο περισσότερες αλληλεπιδράσεις van der Waals σε αυτές, τόσο πιο δύσκολο είναι να γίνει υγρό ή υγρό αέριο.

Χαρακτηριστικά της αμμωνίας

Οι περισσότερες από τις γνωστές ουσίες στο νερό δεν είναι καθόλου διαλυτές. Και εκείνα που είναι ακόμα διαλυμένα, έρχονται σε επαφή, συχνά με το σχηματισμό νέων δεσμών υδρογόνου. Ένα παράδειγμα είναι η αμμωνία. Είναι σε θέση να καταστρέψει τους δεσμούς υδρογόνου μεταξύ των μορίων του νερού και να οικοδομήσει με επιτυχία το δικό τους. Παράλληλα, λαμβάνει χώρα η αντίδραση ανταλλαγής ιόντων, αλλά δεν παίζει σημαντικό ρόλο στη διάλυση της αμμωνίας. Βασικά, αυτή η διαδικασία αμμωνίας οφείλεται σε δεσμούς υδρογόνου. Η αντίδραση πηγαίνει και στους δύο τρόπους, η διαδικασία μπορεί να είναι σε ισορροπία σε μια ορισμένη θερμοκρασία και πίεση. Άλλες διαλυτές ουσίες, για παράδειγμα αιθανόλη και σάκχαρα, επίσης συνδέονται τέλεια με το νερό με διαμοριακές αλληλεπιδράσεις.

Άλλοι λόγοι

Η διαλυτότητα σε οργανικά υγρά παρέχεται από το σχηματισμό συνδέσεων van der Waals. Οι δικές τους αλληλεπιδράσεις του διαλύτη καταστρέφονται. Η διαλυτή ουσία δεσμεύεται στα μόρια της, σχηματίζοντας ένα ομοιογενές μίγμα. Πολλές ζωτικές διαδικασίες έγιναν δυνατές λόγω αυτών των ιδιοτήτων των οργανικών ουσιών.

Τόκου - όχι

Γιατί οι περισσότερες ουσίες δεν παράγουν ηλεκτρική ενέργεια; Η μοριακή δομή δεν επιτρέπει! Για το ρεύμα, είναι απαραίτητο να μεταφέρουμε ταυτόχρονα ένα μεγάλο αριθμό ηλεκτρονίων, ένα είδος "συλλογικής εκμετάλλευσης" αυτών. Αυτό συμβαίνει με τα μέταλλα, αλλά τα μέταλλα σχεδόν δεν υπάρχουν ποτέ. Στα όρια σε σχέση με αυτή την ιδιότητα είναι υλικά ημιαγωγών που έχουν αγωγιμότητα εξαρτώμενη από το μέσο.

Πολλές φυσικές διεργασίες εξηγούνται εύκολα, εάν υπάρχουν πληροφορίες σχετικά με τη μοριακή δομή της ουσίας. Τα συσσωρευμένα κράτη μελετούν καλά τη σύγχρονη φυσική.