¿Por qué los átomos o las moléculas se unen fácilmente, mientras que los átomos se repelen entre sí, como piedras, organismos o polvo?

En lo que respecta a los átomos, hay dos fuerzas que deben considerarse: la fuerza eléctrica y la fuerza fuerte (nuclear). Somos conscientes de que el núcleo de un átomo contiene protones y neutrones. Los electrones orbitan el núcleo como planetas alrededor del Sol. Se agrupan en capas llamadas conchas. Los electrones llevan una carga eléctrica negativa, y el núcleo lleva una carga positiva. (Los neutrones no tienen carga y los protones tienen carga positiva. Debido a que el núcleo solo está formado por protones y neutrones, tiene carga positiva). La atracción entre ellos retiene electrones en sus órbitas. La fuerza fuerte no tiene efecto sobre los electrones, y tiene un rango muy corto, por lo tanto, no juega ningún papel fuera del núcleo. Entonces, cuando dos átomos están unidos (unidos) entre sí, es porque hay una fuerza eléctrica que los mantiene unidos. Cuando los átomos se unen, comparten electrones en sus capas externas para formar lo que se conoce como enlaces. Varios átomos unidos / unidos en una configuración particular se llama molécula. Las moléculas de agua, por ejemplo, tienen dos átomos de hidrógeno unidos a un átomo de oxígeno en un enlace químico.

Los compuestos químicos se forman mediante la unión de dos o más átomos. Un compuesto estable ocurre solo cuando la energía total de la combinación tiene una energía menor que los átomos separados. Cuando los átomos están unidos, hay una fuerza de atracción neta entre los átomos. Hay dos formas en que puede ocurrir un enlace químico:

Enlace covalente: en el que uno o más pares de electrones son compartidos por dos átomos.

Enlace iónico: en el que uno o más electrones de un átomo se eliminan y se unen a otro átomo, lo que da como resultado iones positivos y negativos que a su vez se atraen entre sí.

Cómo se mantienen unidos los átomos

Otros tipos de enlaces incluyen enlace metálico : las propiedades de los metales son tales que sus átomos poseen enlaces fuertes, sin embargo, la facilidad de conducción de calor y electricidad en los metales muestra que los electrones pueden moverse libremente en todas las direcciones en un metal.

El enlace de hidrógeno es una fuerza de atracción entre un átomo de hidrógeno en una molécula y un pequeño átomo de alta electro-negatividad en otra molécula. Es decir, es una fuerza intermolecular, mientras que el enlace normal con el que estamos familiarizados es una fuerza intramolecular.

Sin embargo, no todas las colisiones entre moléculas conducen a un enlace químico. Las moléculas están rodeadas por una capa de electrones como resultado de lo cual la superficie de cada molécula está cargada negativamente, por lo tanto, las moléculas se repelen entre sí. Las reacciones solo pueden ocurrir si un par de moléculas tienen suficiente energía para superar esta repulsión. Si no, simplemente rebotarán intercambiando energía y alejándose con nuevas velocidades pero sin cambios químicos.

Cuando los átomos de hidrógeno se unen en un enlace covalente polar con un átomo pequeño de alta electro-negatividad como el oxígeno, el flúor o el nitrógeno, la carga positiva parcial en el hidrógeno está altamente concentrada debido a su pequeño tamaño. Si el hidrógeno está cerca de otro oxígeno, flúor o nitrógeno en otra molécula, entonces hay una fuerza de atracción denominada “interacción dipolo-dipolo” . Esta atracción, es decir, “enlace de hidrógeno” puede tener aproximadamente del 5% al ​​10% de la fuerza de un enlace covalente.

La unión de hidrógeno tiene un efecto muy importante sobre las propiedades del agua y el hielo. El enlace de hidrógeno también es muy importante en proteínas y ácidos nucleicos y, por lo tanto, en procesos vitales. La “descompresión” del ADN es una ruptura de los enlaces de hidrógeno que ayudan a mantener juntas las dos cadenas de la doble hélice.

Enlaces químicos

Superficie de repulsión de agua

¿Por qué los solteros se mezclan fácilmente mientras que las parejas casadas son menos gregarias (generalización general solo con fines de analogía)?

Algunos elementos, los gases nobles ya tienen la energía más baja que los átomos.

Sin embargo, la mayoría de las veces los átomos necesitan compañía para satisfacer su necesidad de orbitales electrónicos estables. Pueden lograr esto emparejándose en moléculas como [math] H_2 [/ math] o formando moléculas mixtas como [math] H_2O [/ math].

Los gases, incluso si no reaccionan juntos, se mezclarán libremente.

En un material líquido y sólido, los depósitos están más o menos satisfechos, excepto tal vez por defectos en los cristales o en las superficies. Por lo tanto, los sólidos ya han encontrado un estado de energía mínimo y jugar en los bordes no tiene mucho efecto.

Si los materiales son adecuados para la reacción, reaccionarán si se acercan lo suficiente como para superar cualquier repulsión superficial, por ejemplo, entre electrones externos en sus capas.

Hay fuerzas de atracción intermolleculares y el mate junto con la construcción de cristales, hay fuerzas de atracción entre cristales (más pequeñas) que hacen que se unan entre sí construyendo granos y finalmente hay fuerzas de atracción entre granos (aún más pequeñas) que se unen para producir sustancias.