مفهوم الجزيئات
الجزيئات تُعرف بأنها الوحدة الأساسية والأصغر للمركبات الكيميائية، وتتكون من ذرتين أو أكثر، سواء كانت هذه الذرات متشابهة أو مختلفة. ترتبط الذرات معًا من خلال القوى الكيميائية التي تنشأ بينها، مما يؤدي إلى تكوين روابط كيميائية ناتجة عن تبادل أو مشاركة الإلكترونات.
تتكون الجزيئات عندما تتفاعل أكثر من ذرة مع بعضها البعض. على سبيل المثال، فإن الذرة الواحدة ليست جزيئًا، كما هو الحال مع ذرة الأكسجين (O). ولكن عند ارتباط ذرتين من الأكسجين معًا (O2) أو عند تكوينها مع عنصر آخر مثل الكربون، كما في حالة ثاني أكسيد الكربون (CO₂)، فإنها تُعتبر جزيئات.
خصائص الجزيئات
تختلف الخصائص الكيميائية والفيزيائية للجزيئات عند إضافة ذرات جديدة أو عند تكوينها. على سبيل المثال، يحتوي كل جزيء على حجم وكتلة معينين يعتمدان بشكل رئيسي على الذرات التي يشملها الجزيء. حيث يعتمد حجم الجزيء على ترتيب وارتباط الذرات الموجودة فيه، بينما تُحسب الكتلة كناتج لمجموع كتل تلك الذرات. ولذلك، أي تغيير في الذرات المكونة للجزيء يمكن أن يؤثر على هذه الخصائص.
علاوة على ذلك، تختلف الكثافة والحركة للجزيء الواحد بناءً على حالته. عمومًا، تكون كثافة الجزيئات في الحالة الغازية أقل مقارنةً بالحالة الصلبة أو السائلة، كما أن الجزيئات في الأساس تبقى في حركة دائمة.
يمكن أيضًا تشبيه حركة الجزيئات في الحالة الصلبة بالاهتزاز السريع، لكونها مقيدة الحركة بشكل أكبر. في الحالة السائلة، تتمتع الجزيئات بحرية حركة أكبر، بينما في الحالة الغازية، تستمتع الجزيئات بأقصى درجات الحرية في الحركة مقارنةً بالحالتين الأخريين.
الروابط الكيميائية في الجزيئات
تتكون الروابط الكيميائية بين الذرات لتحقيق حالة من الاستقرار في مدارها الخارجي، وينتج ذلك إما من خلال مشاركة الإلكترونات أو فقدانها أو اكتسابها. وهناك عدة أنواع من الروابط الكيميائية، كما يلي:
الروابط الأيونية
تُنشأ هذه الروابط نتيجة فقد أو اكتساب إلكترون أو أكثر بين الذرات، مما ينتج جسيمات مشحونة بشحنات سالبة للذرات التي اكتسبت الإلكترونات وشحنات إيجابية للذرات التي فقدتها. ويظهر هذا بوضوح في مثال كلوريد الصوديوم (NaCl).
الروابط التساهمية
تتشكل هذه الروابط من خلال مشاركة الإلكترونات بين الذرات، وهي شائعة في جزيئات الكائنات الحية. تعتمد هذه الروابط على عدد الإلكترونات التي يتم تبادلها، فكلما زاد عدد الإلكترونات المشتركة، زادت قوة الرابطة التساهمية. ومن أبرز الأمثلة على ذلك هو جزيء الميثان (CH₄).
الرابطة الهيدروجينية
تُعتبر هذه الرابطة ضعيفة نسبيًا، وتتكون بين الذرات المختلفة وذرات الهيدروجين عبر رابطة تساهمية ضعيفة.