Молекулярное строение и физические свойства

В природе очень многие атомы существуют в связанной форме, образуя особые объединения, называемые молекулами. Впрочем, инертные газы, оправдывая свое название, образуют одноатомные единицы. Молекулярное строение вещества обычно подразумевает ковалентные связи. Но есть и так называемые условно слабые взаимодействия между атомами. Молекулы могут быть огромными, состоящими из миллионов атомов. Где же встречается такое сложное молекулярное строение? Примеры – множество органических веществ, таких как белки с четвертичной структурой и ДНК.

Без химии

Ковалентные связи, которые держат атомы вместе, чрезвычайно сильны. Но физические свойства вещества от этого не зависят, они зависят от вандерваальсовых сил и водородных связей, которые обеспечивают взаимодействие соседних фрагментов структур друг с другом. Молекулярное строение жидкости, газа или легкоплавящихся твердых субстанций объясняет и агрегатное состояние, в котором мы их наблюдаем при определенной температуре. Для того чтобы изменить состояние вещества, достаточно просто нагреть его или охладить. Ковалентные связи при этом не разрываются.

Границы начала процессов

Насколько высокими или низкими будут точки газообразования и плавления? Это зависит от силы межмолекулярных взаимодействий. Водородные связи в веществе повышают температуры изменения агрегатного состояния. Чем крупнее молекулы, чем больше в них вандерваальсовых взаимодействий, тем труднее твердое вещество сделать жидким или жидкое газообразным.

Особенности аммиака

Большинство известных веществ в воде не растворимы вообще. А те, которые все же растворяются, вступают во взаимодействие, часто с формированием новых водородных связей. Пример – аммиак. Он способен разрушить водородные связи между молекулами воды и успешно построить собственные. Параллельно идет реакция ионного обмена, но она не играет большой роли в растворении аммиака. В основном этим процессом аммиак обязан водородным связям. Реакция же идет в обе стороны, процесс может при определенных температуре и давлении вообще быть в равновесии. Другие растворимые вещества, например этанол и сахара, тоже отлично связываются c водой при помощи межмолекулярных взаимодействий.

Другие причины

Растворимость в органических жидкостях обеспечивается формированием вандерваальсовых связей. Собственные взаимодействия растворителя при этом разрушаются. Растворимое вещество связывается с его молекулами, образуя однородную на вид смесь. Очень многие процессы жизнедеятельности стали возможными благодаря этим свойствам органических веществ.

Току - нет

Почему большинство субстанций не проводит электричество? Молекулярное строение не позволяет! Для тока нужно одновременное передвижение большого количества электронов, своеобразный «колхоз» из них. Так бывает у металлов, а вот у неметаллов почти не бывает. На границе в отношении данного свойства находятся полупроводниковые материалы, имеющие зависимую от среды электропроводность.

Очень многие физические процессы легко объяснимы, если есть информация о молекулярном строении данного вещества. Агрегатные состояния хорошо изучены современной физикой.