V přírodě existuje mnoho atomů ve vázané formě, které tvoří speciální asociace zvané molekuly. Inertní plyny, odůvodňující jejich název, však tvoří monatomické jednotky. Molekulární struktura látky obvykle zahrnuje kovalentní vazby. Existují ale také takzvané podmíněně slabé interakce mezi atomy. Molekuly mohou být obrovské, skládají se z milionů atomů. Kde se nachází tak složitá molekulární struktura? Příkladem je mnoho organických látek, jako jsou kvartérní proteiny a DNA.
Žádné chemikálie
Kovalentní vazby, které drží atomy pohromadě, jsou extrémně silné. Fyzikální vlastnosti látky na tom ale nezávisí, závisí na van der Waalsových silách a vodíkových můstcích, které zajišťují vzájemnou interakci sousedních fragmentů struktur. Molekulární struktura kapaliny, plynu nebo nízkotající pevné látky také vysvětluje stav agregace, ve kterém je pozorujeme při určité teplotě. V následujících situacíchzměnit skupenství hmoty, stačí ji zahřát nebo zchladit. Kovalentní vazby nejsou přerušeny.
Hranice pro zahájení procesů
Jak vysoké nebo nízké budou body plynování a tání? Záleží na síle mezimolekulárních interakcí. Vodíkové vazby v látce zvyšují teplotu změny stavu agregace. Čím větší molekuly, tím více van der Waalsových interakcí mají, tím obtížnější je vytvořit z pevné látky kapalnou nebo kapalnou plynnou.
Vlastnosti amoniaku
Většina známých látek není ve vodě vůbec rozpustná. A ty, které se rozpouštějí, interagují, často s tvorbou nových vodíkových vazeb. Příkladem je amoniak. Dokáže rozbít vodíkové vazby mezi molekulami vody a úspěšně budovat vlastní. Paralelně probíhá iontoměničová reakce, která však nehraje velkou roli při rozpouštění amoniaku. Amoniak za tento proces vděčí především vodíkovým můstkům. Reakce probíhá oběma směry, proces může být obecně v rovnováze při určitých teplotách a tlacích. Další rozpustné látky, jako je ethanol a cukry, se také dobře vážou s vodou prostřednictvím intermolekulárních interakcí.
Jiné důvody
Rozpustnost v organických kapalinách je zajištěna tvorbou van der Waalsových vazeb. V tomto případě jsou zničeny vnitřní interakce rozpouštědla. Rozpuštěná látka se naváže na své molekuly a vytvoří homogenně vypadající směs. Stalo se mnoho životních procesůmožné díky těmto vlastnostem organických látek.
Toku – ne
Proč většina látek nevede elektřinu? Molekulární struktura neumožňuje! Proud vyžaduje současný pohyb velkého množství elektronů, jakousi jejich „kolektivní farmu“. To se stává u kovů, ale téměř nikdy se to nestává u nekovů. Na hranici této vlastnosti jsou polovodičové materiály, které mají středně závislou elektrickou vodivost.
Velmi mnoho fyzikálních procesů lze snadno vysvětlit, pokud existují informace o molekulární struktuře dané látky. Souhrnné stavy jsou dobře studovány moderní fyzikou.
