Predstav si kvapku vody. Rozdeľ ju na polovicu, potom znova na polovicu, a znova. Dlho je každá drobná kvapka stále vodou. Nakoniec sa však dostaneš k najmenšiemu kúsku vody, aký existuje: k jednej molekule vody.
Keď rozdelíš aj túto molekulu, prestane byť vodou. Dostaneš dva atómy vodíka a jeden atóm kyslíka.
Čo je molekula?
Molekula je skupina atómov, ktoré sa navzájom držia. Tomu, čo drží dva atómy pokope, hovoríme chemická väzba. Z molekúl je voda, vzduch, cukor aj plast v tvojich hračkách. A tiež veľká časť tvojho tela.
Ako sa číta chemický vzorec?
Chemici zapisujú molekuly krátkymi kódmi, ktoré sa volajú chemické vzorce. Voda je H₂O a čítame to „há-dva-o“. Takto sa vzorec číta:
- Každá značka znamená jeden druh atómu, teda jeden chemický prvok. Značka je veľké písmeno, niekedy s malým písmenom za ním: H je vodík, O je kyslík a Cl je chlór.
- Malé číslo za značkou hovorí, koľko je takých atómov. H₂ znamená dva atómy vodíka.
- Keď číslo chýba, atóm je len jeden. O vo vzorci H₂O je teda jeden atóm kyslíka.
Niektoré značky pochádzajú z latinských názvov. Zlato je Au z aurum a sodík je Na z natrium.
Môže byť molekula z jedného druhu atómov?
Áno! Kyslík, ktorý dýchaš, je O₂: dva atómy kyslíka spojené dohromady. Dusík, hlavný plyn vo vzduchu, je N₂.
Väčšina molekúl spája rôzne druhy atómov, napríklad voda (H₂O) alebo oxid uhličitý (CO₂). Látke, v ktorej sú spojené dva alebo viac druhov atómov, hovoríme zlúčenina.
Z tých istých atómov môžu vzniknúť veľmi rozdielne molekuly. Dva atómy kyslíka tvoria kyslík, ktorý potrebujeme na život. Tri atómy kyslíka tvoria ozón O₃, štipľavo páchnuci plyn, ktorý škodí, keď ho dýchame. Vysoko na oblohe nás však vrstva ozónu chráni pred škodlivým ultrafialovým žiarením zo Slnka.
Aká veľká je molekula?
Molekuly sú maličké. Viac ako tri milióny molekúl vody uložených vedľa seba by sa zmestili na jeden milimeter.
Niektoré molekuly sú oveľa väčšie ako iné:
| Molekula | Koľko má atómov |
|---|---|
| voda, H₂O | 3 |
| kryštálový cukor, C₁₂H₂₂O₁₁ | 45 |
| hemoglobín, ktorý v krvi prenáša kyslík | asi 9 000 |
| DNA, ktorá nesie návod na stavbu tvojho tela | miliardy |
Obrami tvojho tela sú molekuly DNA. Najdlhšia z nich by vo väčšine tvojich buniek po natiahnutí merala asi toľko ako prst dospelého človeka. Hrubá je pritom len asi dve milióntiny milimetra.
Stoja molekuly niekedy na mieste?
Nikdy! V plyne, napríklad v pare, molekuly lietajú a narážajú do seba. V kvapaline, napríklad vo vode, sa kĺžu popri sebe. Aj v pevnom ľade sa chvejú na mieste.
Čím je niečo teplejšie, tým rýchlejšie sa jeho molekuly pohybujú. Práve to meria teplota.
Keď sa ľad topí alebo voda vrie, molekuly menia iba to, ako sa pohybujú a ako blízko sú pri sebe. Každá zostane celá: stále je to H₂O. Na vznik nových molekúl treba chemickú reakciu.
Je všetko z molekúl?
Nie. Niektoré veci sú postavené inak:
- Soľ je kryštál z iónov: z kladných sodných iónov a záporných chloridových iónov, poukladaných do obrovskej mriežky. Jej vzorec NaCl hovorí len to, že na každý sodík pripadá jeden chlór.
- Kovy, napríklad železo alebo meď, sú rady atómov, ktoré drží pokope spoločné more elektrónov.
- Vzácne plyny, napríklad hélium v nafukovacích balónoch, sú samostatné atómy, ktoré sa takmer nikdy s ničím nespoja.
Poďme hlbšie: Presná definícia pre dospelých a extra zvedavých
IUPAC, medzinárodná organizácia, ktorá určuje pravidlá chémie, definuje molekulu ako elektricky neutrálnu časticu z viac ako jedného atómu. Skupina atómov, ktorá má náboj, napríklad hydroxidový anión OH⁻, sa volá viacatómový ión.
V teórii plynov sa samostatné atómy vzácnych plynov niekedy volajú „jednoatómové molekuly“, lebo sa správajú ako čiastočky každého iného plynu. Pri soliach chemici namiesto molekúl počítajú vzorcové jednotky: jedna vzorcová jednotka chloridu sodného je jeden Na⁺ a jeden Cl⁻. Pri kovoch počítajú atómy.
Poďme hlbšie: Počítanie molekúl: mól pre dospelých a extra zvedavých
Molekuly sú také malé, že ich chemici počítajú v obrovských dávkach. Jeden mól je presne 6,022 140 76 · 10²³ čiastočiek. Tomuto číslu hovoríme Avogadrova konštanta. Mól vody váži asi 18 gramov, o niečo viac ako plná polievková lyžica.
Pohár s objemom 250 mililitrov obsahuje asi 14 mólov vody, teda asi 8 · 10²⁴ molekúl. Všetky oceány spolu obsahujú asi 1,3 miliardy kubických kilometrov vody, čo je asi 5 · 10²¹ takých pohárov. V pohári je teda viac ako tisíckrát viac molekúl, než je pohárov v oceánoch.
Ľudský chromozóm 1, najdlhšia molekula DNA v našich bunkách, má asi 249 miliónov párov stavebných kociek. Po natiahnutí by meral asi 8,5 centimetra a bol by široký 2 nanometre. Všetka DNA z jednej bunky spolu by merala asi 2 metre.
Poďme hlbšie: Kde obrázok s písmenami a slovami prestáva platiť pre dospelých a extra zvedavých
- Slová sú ploché rady písmen, no molekuly majú priestorové tvary a tvar je rovnako dôležitý ako atómy. Ako tvary vznikajú, sa dočítaš v článku ako sa atómy spájajú do molekúl.
- Tie isté atómy sa dajú pospájať v inom poradí, trochu ako prešmyčky. Etanol (alkohol v nápojoch) aj dimetyléter (plyn v niektorých sprejoch) majú vzorec C₂H₆O. Takým molekulám hovoríme izoméry. Štruktúrny vzorec, napríklad H–O–H pre vodu, ukazuje, ktorý atóm je spojený s ktorým.
- Jedna molekula sama osebe nie je mokrá a nemôže vrieť ani zamrznúť. To dokážu len obrovské zástupy molekúl spolu.
Over sa
Čo ti hovorí vzorec CO₂?
Ukáž odpoveď
Jeden atóm uhlíka a dva atómy kyslíka – C znamená uhlík a O kyslík. Malá dvojka patrí ku kyslíku. Za C nie je žiadne číslo, takže atóm uhlíka je jeden.
C znamená uhlík a O kyslík. Malá dvojka patrí ku kyslíku. Za C nie je žiadne číslo, takže atóm uhlíka je jeden.
Over sa
Čo z toho sa neskladá z molekúl?
Ukáž odpoveď
Kuchynská soľ – Soľ je kryštál z kladných a záporných iónov poukladaných do obrovskej mriežky. Voda a cukor sa skladajú zo samostatných molekúl.
Soľ je kryštál z kladných a záporných iónov poukladaných do obrovskej mriežky. Voda a cukor sa skladajú zo samostatných molekúl.