Spojevi, formule i molekule

Kući imate kuhinjsku so. Ta supstanca je  potrebna našem organizmu, a  ne samo da nam ručak ne bi bio bljutav. Naš organizam mora unositi so, jer je ne može sam stvarati. Kuhinjska so je supstanca građena od dva hemijska elementa – od natrijuma i hlora. Jedan atom natrijuma i jedan atom hlora čine molekulu kuhinjske soli.

Zato što je kuhinjska so tvar u kojoj se spajaju atom natrijuma i atom hlora, kažemo da je kuhinjska so spoj. Spojevi su tvari koje formira dva ili više elemenata, a pri čemu su omjeri u kojima se ti elementi kombinuje uvijek isti. Kod primjera kuhinjske soli, taj omjer je 1:1. Svaki spoj ima i svoju hemijsku formulu, oznaku koja koristi simbole hemijskih elemenata i pokazuje njihov omjer.  Oznaka za natrijum je Na, a oznaka za hlor je Cl, pa pošto je njihov omjer 1:1, formula kuhinske soli je NaCl.

Pogledajmo jedan drugi spoj, koji vam je isto tako poznat: voda. Voda se sastoji od vodika i kisika i to u omjeru 2:1 u korist atoma vodika. To znači da je u vodi imamo dva atoma vodika na jedan atom kisika. Oznaka za vodik je H, a za kisik je O, pa pošto je omjer ovih atoma 2:1, to je formula vode H₂O.

Ove formule zovemo empirijske formule. Međutim, postoje još i strukturne formule. Njima prikazujemo prostorne odnose atoma u nekom spoju. Recimo, strukturna formula vode izgleda ovako, poput glave Mikija Mausa. Atom kisika je veći i teži od atoma vodika, pa ga zato crtamo većeg.

I NaCl i H₂0 su molekule – najmanje čestice nekog elementa ili spoja koje postoje same za sebe i zadržavaju svoje osobine. I NaCl i H₂O su primjeri molekula spojeva, jer su izgrađene od raznovrsnih atoma.

Postoje li molekule izgrađene od istvrsnih atoma?

Naravno da postoje. Dok su spojevi uvijek izgrađeni od više elemenata, molekule mogu biti izgrađene od atoma istog elementa. Recimo, kuhinjska so, NaCl, je izgrađena od natrijuma i hlora. Oba ova elementa – prvi je metal, a drugi nemetal – mogu se naći čisti, u svom elementarnom obliku. Međutim hlor se može naći samo u molekularnoj formi, kao Cl2. Dakle, Cl2 je formula za molekulu hlora, a ona se sastoji od dva atoma hlora. Isto tako je i sa kisikom – njegova se molekula sastoji od dva atoma kisika, O2, te sa vodikom – njegova formula je H2, što znači da molekula vodika ima dva atoma vodika.

Naravno, ne dolaze svi elementi u obliku ovakvih molekula, od dva atoma. Jako puno elemenata zapravo dolazi baš u spojevima sa drugim elementima. Takvo je željezo. Upravo stoga što je na Zemlji nemoguće naći elementarno željezo, ljudi dugo nisu znali za ovaj metal i nisu ga koristili. Međutim, kada su naučili kako da od ruda želeljeza –a rude su zapravo hemijski spojevi – dobiju željezo, onda je započelo i novodoba u istoriji ljudskog roda – željezno doba. Prije željeznog doba bila su bakarno i brončano doba jer su ljudi ranije naučili pronalaziti bakar, koji u prirodi dolazi čist, kao samorodan metal, pa ga je bilo lakše otkriti i koristiti.

Također, ima hemijskih elemenata koji dolaze u obliku jednog jedinog atoma. Takvi su, recimo, helijum, neon, argon.

Dakle postoje molekule koje se sastoje od jednog ili više atoma, a molekule od više atoma mogu imati biti izgrađene od atoma jednog te istog elementa ili od atoma različitih elemenata.

Broj atoma u molekuli zovemo atomicitet. Tako postoje jednoatomne molekule, dvoatomne, triatomne. One molekule koje imaju više od tri atoma nazivamo poliatomne, jer na grčkom „poli“ znači više. Neke molekule mogu biti veoma velike pa ih zovemo makromolekule. Takva je molekula DNK i takve su molekule bjelančevina.

Tako je Cl₂ dvoatomna molekula hemijskog elementa, a H₂O triatomna molekula hemijskog spoja.

Molekule, naravno, imaju i svoju masu. Masa molekule je zbir atomskih masa atoma elemenata koji grade molekulu, a atomsku masu elementa čitamo iz Periodnog sistema –. Kada imamo neku molekulu u kojoj je više od jednog atoma nekog elementa, tada atomsku masu tog elementa množimo sa broj atoma. Oznaka za molekularnu masu je M_r. Recimo, želimo izračunati molekularnu masu vode, H2O.

Atomska masa vodika je 1, a atomska masa kisika je 16. Znači, molekularna masa vode je 2*1+16= 18.