V prírode existuje veľa atómov vo viazanej forme, ktoré tvoria špeciálne asociácie nazývané molekuly. Inertné plyny, ktoré odôvodňujú ich názov, však tvoria monatomické jednotky. Molekulárna štruktúra látky zvyčajne zahŕňa kovalentné väzby. Existujú však aj takzvané podmienene slabé interakcie medzi atómami. Molekuly môžu byť obrovské, pozostávajú z miliónov atómov. Kde sa nachádza taká zložitá molekulárna štruktúra? Príkladmi sú mnohé organické látky, ako sú kvartérne proteíny a DNA.
Žiadne chemikálie
Kovalentné väzby, ktoré držia atómy pohromade, sú mimoriadne silné. Ale fyzikálne vlastnosti látky od toho nezávisia, závisia od van der Waalsových síl a vodíkových väzieb, ktoré zabezpečujú vzájomné pôsobenie susedných fragmentov štruktúr. Molekulárna štruktúra kvapaliny, plynu alebo nízkotopiacich sa pevných látok tiež vysvetľuje stav agregácie, v ktorom ich pozorujeme pri určitej teplote. Za účelomzmeniť skupenstvo hmoty, len ju zohriať alebo ochladiť. Kovalentné väzby nie sú prerušené.
Hranice pre začiatok procesov
Aké vysoké alebo nízke budú body plynovania a topenia? Závisí to od sily medzimolekulových interakcií. Vodíkové väzby v látke zvyšujú teplotu zmeny stavu agregácie. Čím väčšie sú molekuly, tým viac van der Waalsových interakcií majú, tým ťažšie je urobiť pevnú látku kvapalnou alebo kvapalnou plynnou.
Vlastnosti amoniaku
Väčšina známych látok nie je vôbec rozpustná vo vode. A tie, ktoré sa rozpúšťajú, interagujú, často s tvorbou nových vodíkových väzieb. Príkladom je amoniak. Dokáže rozbiť vodíkové väzby medzi molekulami vody a úspešne si vybudovať vlastnú. Paralelne prebieha iónomeničová reakcia, ktorá však nehrá veľkú úlohu pri rozpúšťaní amoniaku. Amoniak vďačí za tento proces hlavne vodíkovým väzbám. Reakcia prebieha oboma smermi, proces môže byť vo všeobecnosti v rovnováhe pri určitých teplotách a tlakoch. Iné rozpustné látky, ako napríklad etanol a cukry, sa tiež dobre viažu s vodou prostredníctvom medzimolekulových interakcií.
Iné dôvody
Rozpustnosť v organických kvapalinách je zabezpečená tvorbou van der Waalsových väzieb. V tomto prípade sú vnútorné interakcie rozpúšťadla zničené. Rozpustená látka sa viaže na svoje molekuly a vytvára homogénne vyzerajúcu zmes. Stalo sa mnoho životných procesovmožné vďaka týmto vlastnostiam organických látok.
Toku – nie
Prečo väčšina látok nevedie elektrinu? Molekulárna štruktúra to neumožňuje! Prúd si vyžaduje súčasný pohyb veľkého množstva elektrónov, akási ich „kolektívna farma“. Stáva sa to s kovmi, ale takmer nikdy sa to nestane s nekovmi. Na hranici tejto vlastnosti sú polovodičové materiály, ktoré majú od média závislú elektrickú vodivosť.
Veľmi veľa fyzikálnych procesov možno ľahko vysvetliť, ak existujú informácie o molekulárnej štruktúre danej látky. Súhrnné stavy sú dobre študované modernou fyzikou.
