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Definición de Molécula
Definición de Molécula
Definición de Molécula
La molécula es la partícula más pequeña que presenta todas las propiedades físicas y químicas de una
sustancia, y se encuentra formada por dos o más átomos. Los átomos que forman las moléculas
pueden ser iguales (como ocurre con la molécula de oxígeno, que cuenta con dos átomos de oxígeno)
o distintos (la molécula de agua, por ejemplo, tiene dos átomos de hidrógeno y uno de oxígeno).
Moléculas discretas: constituidas por un número bien definido de átomos, sean estos del mismo
elemento (moléculas homonucleares, como el dinitrógeno o el fullereno) o de elementos distintos
(moléculas heteronucleares, como el agua).
Molécula de fullereno, tercera forma estable del carbono tras el diamantey el grafito
Primera generación de un dendrímero, un tipo especial de polímero que crece de forma fractal
¿Qué son las moléculas?
Las moléculas se representan mediante fórmulas químicas y mediante modelos. Cuando dos o más
átomos iguales o diferentes se unen entre sí formando una agrupación estable, dan lugar a una
molécula. Así, los gases hidrógeno (H2) y oxígeno (O2) están constituidos por moléculas diatómicas,
en las cuales los dos átomos componentes son esencialmente iguales.
Cuando dos átomos de hidrógeno y uno de oxígeno se unen forman el agua (H2O). Y cuando cuatro
átomos de hidrógeno se enlazan con uno de carbono forman el gas metano (CH4).
Cada molécula de una sustancia compuesta constituye la porción más pequeña de materia que
conserva las propiedades químicas de dicha sustancia. Por ejemplo, si vemos una bolsa de sal de
cocina como un todo, podremos apreciar que ese todo es un polvillo de color blanco. Ahora, si
observamos más de cerca, vemos que ese polvillo está conformado por pequeños gránulos diminutos
de configuración espacial, como si fueran pequeñas cajitas. Estas cajitas, a su vez, están formadas por
agrupamientos de varias unidades, las cuales se denominan moléculas. En el caso de la sal, las
moléculas serían de cloruro de sodio.
¿Cómo se forman las moléculas?
Ante la diversidad de elementos químicos existentes en la naturaleza, cabe preguntarse cuál es la
razón por la que unos átomos se reúnen formando una molécula y otros no. Una primera respuesta
puede hallarse en la tendencia observada en todo sistema físico a alcanzar una condición de mínima
energía. Aquella agrupación de átomos que consiga reducir la energía del conjunto dará lugar a una
molécula, definiendo una forma de enlace químico que recibe el nombre de enlace covalente. Esta
unión química permite que dicho enlace no se disocie con facilidad y de esta manera se forma una
molécula.
Las fórmulas químicas
Las sustancias compuestas se representan mediante una combinación de símbolos químicosde los
elementos que las constituyen. Esta forma de representación, introducida por el químico sueco Jöhn
J. Berzelius, posee un doble significado, pues no solo indica qué elementos están presentes en un
compuesto dado, sino también en qué proporción los átomos respectivos participan en la formación
de su molécula.
Cada símbolo en una fórmula química equivale a un átomo de la sustancia simple correspondiente.
Los subíndices que pueden aparecer en una fórmula hacen referencia al número de átomos de cada
molécula. Si se toma en consideración la masa de los átomos, la fórmula de una combinación química
expresa, además, la proporción en masa en la que los elementos intervienen formando una sustancia
compuesta dada.
Así, la fórmula del amoníaco, NH3, indica que esta sustancia resulta de la combinación de hidrógeno y
nitrógeno a razón de tres átomos de hidrógeno por cada uno de nitrógeno, o, en otros términos, en la
proporción de 3 x 1,008 gramos de hidrógeno por cada 1 x 14,007 gramos de nitrógeno.
Este tipo de fórmula, llamada también fórmula empírica o molecular, no indica, sin embargo, nada
sobre la estructura de la molécula; es decir, sobre la forma en que sus átomos componentes y los
enlaces entre ellos se distribuyen en la molécula.
Los compuestos químicos
Las sustancias que resultan de la unión química de dos o más elementos se denominan compuestos
químicos. De esto se infiere que un compuesto va a estar formado por dos o más átomos diferentes. Y
que para que un determinado compuesto se pueda formar, los átomos que lo constituyen deben
unirse en proporciones fijas y exactas.
Los compuestos se representan a través de una fórmula química. Por ejemplo, la sal común se
denomina cloruro de sodio y se forma al unirse un átomo de sodio con un átomo de cloro y por lo
tanto, la fórmula química de este compuesto es NaCl.
Otro ejemplo es el caso de la glucosa, cuya fórmula química es C6H12O6. Esto significa que participan
seis átomos de carbono, doce átomos de hidrógeno y seis átomos de oxígeno.
Si se varía la proporción de átomos se formará un compuesto distinto.
Clasificación de los compuestos
Dependiendo de su composición química, específicamente, de si contienen átomos de carbono (C) o
no, los compuestos químicos se pueden clasificar en dos grupos.
Así, existen los compuestos orgánicos, que son todos aquellos en los cuales el componente más
importante es el carbono. Este se une con otros elementos, como pueden ser el oxígeno, hidrógeno u
otros. La gran mayoría de los compuestos que existen en la naturaleza son orgánicos. Algunos de ellos
son:
celulosa (C6H10O5)
alcohol o etanol (CH3CH2OH)
acetona (CH3COCH3)
glucosa (C6H12O6)
éter etílico (CH3CH2OCH2CH3)
sacarosa (C12H22O11)
El otro grupo lo constituyen los compuestos inorgánicos, que son todos los compuestos formados por
distintos elementos, pero cuyo componente principal no es el carbono. Por ejemplo, el agua es igual a
H2O, y eso es igual a 2 átomos de hidrógeno más 1 átomo de oxígeno. Otros compuestos inorgánicos
son:
ácido clorhídrico (HCl)
agua oxigenada (H2O2)
salitre (NaNO3)
bicarbonato de sodio (NaHCO2)
nitrato de plata (AgNO3)
ácido nítrico (HNO3)
anhídrido carbónico (CO2)
La molécula. ¿Qué es?
Tipos de moléculas
Moléculas discretas: las moléculas pueden estar formadas por un número bien definido
de átomos (generalmente un número pequeño). Las entidades que constituyen en este
caso se llaman moléculas discretas. Estas moléculas suelen existir tanto en estado
gaseoso como en estado condensado. Un ejemplo de moléculas discretas son las
moléculas de hidrógeno o de glucosa.
Moléculas gigantes. En este segundo caso las moléculas pueden estar formadas por
agregados de átomos o iones que existen sólo en est ado condensado. Estas estructuras
se extienden indefinidamente en el espacio. En este caso distinguimos tres sub -grupos:
si se extienden en una dirección las llamaos cadenas infinitas, si se extienden en
dos en una direcciones las llamamos cadenas infinitas), si se extienden en tres
direcciones las llamamos estructuras tridimensionales infinitas. En estos últimos casos
las moléculas son llamadas moléculas gigantes. Como ejemplos de moléculas gigantes
tenemos un cristal iónico, una sal fundida, un metal sól ido o fundido, un sólido
covalente (como el diamante o la sílice, en el que todos los átomos quedan unidos a los
vecinos más próximos por enlaces covalentes de igual fuerza).
Los sólidos dedos moleculares (constituidos por cristales donde las moléculas ocupan los
nudos del retículo) y los líquidos moleculares, normales o asociados, son agregados de
moléculas discretas. En estos tipos de estructuras las fuerzas que ma ntienen la cohesión
entre las moléculas (fuerzas de van der Waals o enlaces hidrógeno) son mucho más
débiles que las fuerzas de valencia que enlazan los átomos en el interior de la molécula.
En consecuencia, las distancias intermoleculares son netamente más elevadas que las
intramoleculares.
En el caso de los gases las moléculas son animadas a temperatura ambiente con
movimientos rápidos de traslación y de rotación. En el caso de los sólidos y líquidos
moleculares hay sobre todo oscilaciones en torno a posiciones de equilibrio.
Los átomos que constituyen las moléculas son en posiciones geométricamente definidas
aunque en el interior de las moléculas hay movimientos de vibración. De esta manera las
moléculas discretas tienen forma y se puede hablar de distancias y de ángulos de enlace.
Sin embargo, estas distancias y estos ángulos no son ab solutamente fijos.
La formación de moléculas se puede ilustrar con una serie de modelos. El más antiguo es
el modelo de Lewis, que explica la formación de enlaces moleculares por la necesidad de
obtener por cada átomo una configuración electrónica de gas noble. Se trata de la regla
del octeto, que no se cumple siempre.
Un tercer modelo es el de los orbitales moleculares. Según este modelo los orbitales
atómicos se enlazan entre ellos para formar orbitales moleculares. Los orbitales
moleculares son compartidos por los dos átomos que forman los enlaces.
Los electrones que se encuentran situados en los orbitales moleculares pertenecen a los
núcleos de ambos átomos vez.
Actualmente la investigación molecular se centra cada vez más en moléculas com plejas
(por ejemplo las moléculas biológicas) y en macromoléculas (por ejemplo los polímeros).
En química, una molécula es una partícula formada por un conjunto de átomos ligados por enlaces
covalentes (en el caso del enlace iónico no se consideran moléculas, sino redes cristalinas), de forma
que permanecen unidos el tiempo suficiente como para completar un número considerable de
vibraciones moleculares. Constituye la mínima cantidad de una sustancia que mantiene todas sus
propiedades químicas. Según una definición de la química física, es un conjunto de núcleos y
electrones.
Las moléculas pueden ser neutras o neutrativas, pueden tener carga eléctrica; si la tienen pueden
denominarse molécula iónica o ion complejo.
Una sustancia química formada por moléculas neutras contendrá un único tipo de tales moléculas,
pero si contiene moléculas iónicas necesariamente ha de contener también iones monoatómicos o
poliatómicos de carga contraria.
La química orgánica y gran parte de la química inorgánica se ocupan de la síntesis y reactividad de
moléculas y compuestos moleculares. La química física y, especialmente, la química cuántica también
estudian, cuantitativamente, en su caso, las propiedades y reactividad de las moléculas.
La bioquímica se conoce también como biología molecular, ya que estudia a los seres vivos a nivel
molecular. Las moléculas rara vez se encuentran sin interacción entre ellas, salvo en gases
enrarecidos. Así, pueden encontrarse en redes cristalinas, como el caso de las moléculas de H2O en el
hielo o con interacciones intensas pero que cambian rápidamente de direccionalidad, como en el
agua líquida. El estudio de las interacciones específicas entre moléculas, incluyendo el
reconocimiento molecular es el campo de estudio de la química supramolecular.