molécula

Forma-se uma molécula quando dois ou mais átomos se aproximam até que as respetivas nuvens de eletrões estejam suficientemente próximas para que haja interação entre os eletrões e os núcleos. Se este novo arranjo proporciona um sistema com um nível de energia mais baixo que os seus componentes considerados individualmente, então forma-se entre os átomos uma ligação covalente e este sistema torna-se uma molécula. As ligações covalentes, formadas por eletrões partilhados por núcleos de átomos diferentes, obrigam os átomos que unem a manterem-se em posições relativas fixas, pelo que a molécula assume uma forma tridimensional razoavelmente rígida. No entanto, existem alguns casos, como o do etano, em que ligações específicas permitem rotações que provocam variações da estrutura tridimensional.
Existem diferentes formas de representar um composto molecular, que traduzem diferentes tipos de informações. A fórmula empírica indica apenas quais os elementos presentes no composto e as suas proporções. A fórmula molecular baseia-se numa unidade do composto que pode ser isolada e identificada, a molécula, e indica qual é a sua composição em termos de elementos presentes e suas quantidades. Em muitos casos, a fórmula molecular e a forma empírica coincidem, como por exemplo no caso da água. Nesta substância, qualquer que seja a quantidade de água considerada, existem dois átomos de hidrogénio para cada átomo de oxigénio, logo a sua fórmula empírica será H2O. Por outro lado, a molécula da água é constituída por dois átomos de hidrogénio e um átomo de oxigénio, logo a sua fórmula molecular será H2O. Noutros casos, porém, a fórmula molecular será um "múltiplo" da fórmula empírica. Por exemplo, a fórmula empírica do ácido acético é CH2O porque na substância existem carbono, hidrogénio e oxigénio nas proporções 1:2:1, mas a sua fórmula molecular é C2H4O2, uma vez que a sua molécula é constituída por dois átomos de carbono, quatro átomos de hidrogénio e dois átomos de oxigénio. A fórmula estrutural mostra a ordem pela qual os átomos estão ligados e qual o tipo de ligações que existem entre eles. No entanto, nenhuma destas formas de representação é ainda completa, porque as moléculas são tridimensionais e o arranjo espacial dos átomos desempenha um papel importante na definição das propriedades da substância. Assim, existe ainda um outro tipo de representação molecular, o modelo molecular, geralmente construído com esferas, que representam átomos, unidas por tubos, que representam as ligações covalentes. Este tipo de modelos é especialmente útil na representação de isómeros, moléculas que têm a mesma fórmula molecular mas apresentam propriedades distintas devidas a diferentes arranjos dos átomos.
A massa molecular de uma substância é a soma das massas atómicas dos átomos que a constituem. Uma mole de moléculas (uma mole são 6,023x1023 unidades) tem uma massa que é numericamente idêntica à massa molecular mas que é expressa em gramas. Assim, a massa da molécula da água é 18,015 enquanto uma mole de moléculas de água terá uma massa de 18,015 g.
A dimensão de uma molécula pode variar significativamente. Existem moléculas simples, constituídas por poucos átomos (como é o caso da água ou do dióxido de carbono, constituídos por moléculas com três átomos), e as macromoléculas, como as proteínas, os ácidos nucleicos ou os polímeros, constituídos por moléculas com um número de átomos que pode exceder a dezena de milhar.
Algumas das moléculas mais comuns são:
- o oxigénio, cuja molécula é formada por dois átomos de oxigénio. O oxigénio é uma substância elementar diatómica, visto que as suas moléculas são constituídas por dois átomos de um só elemento;
- o hidrogénio, também uma substância elementar diatómica, cujas moléculas são constituídas por dois átomos de hidrogénio;
- a água, cuja molécula é constituída por dois átomos de hidrogénio e um de oxigénio. A água é portanto uma substância composta, visto que na sua molécula entram átomos de dois elementos químicos diferentes.
Os átomos de alguns elementos químicos podem arranjar-se em estruturas gigantes, dispondo-se de forma ordenada e contínua, ao contrário do que acontece nas moléculas. É assim que um só elemento, o carbono, pode dar origem a dois materiais diferentes, a grafite e o diamante, dependendo da forma como os seus átomos se encontram organizados. Outros exemplos de estruturas gigantes são os metais, constituídos por átomos de ferro, cobre, zinco, etc., dispostos numa estrutura que abrange toda a porção de material considerada. Estas estruturas gigantes diferenciam-se das moléculas pelo facto de serem contínuas e, portanto, ser impossível distinguir unidades discretas dentro da sua massa.
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