A természetben sok atom kötött formában létezik, és speciális asszociációkat, úgynevezett molekulákat alkot. Az inert gázok azonban – nevüket igazolva – monoatomi egységeket alkotnak. Egy anyag molekulaszerkezete általában kovalens kötéseket foglal magában. De vannak úgynevezett feltételesen gyenge kölcsönhatások is az atomok között. A molekulák hatalmasak lehetnek, több millió atomból állhatnak. Hol található ilyen összetett molekulaszerkezet? Példa erre számos szerves anyag, például kvaterner fehérjék és DNS.
Vegyszerek nélkül
Az atomokat összetartó kovalens kötések rendkívül erősek. De egy anyag fizikai tulajdonságai nem ettől függnek, hanem a van der Waals-erőktől és a hidrogénkötésektől függenek, amelyek biztosítják a szomszédos szerkezeti fragmentumok kölcsönhatását egymással. A folyékony, gáz vagy alacsony olvadáspontú szilárd anyagok molekulaszerkezete is megmagyarázza azt az aggregációs állapotot, amelyben bizonyos hőmérsékleten megfigyeljük őket. Azért, hogymegváltoztatni az anyag halmazállapotát, csak melegíteni vagy lehűteni. A kovalens kötések nem szakadnak meg.
Határok a folyamatok indításához
Milyen magas vagy alacsony lesz a gázképződés és az olvadáspont? Az intermolekuláris kölcsönhatások erősségétől függ. Az anyagban lévő hidrogénkötések növelik az aggregációs állapot változásának hőmérsékletét. Minél nagyobbak a molekulák, annál több van der Waals kölcsönhatás van bennük, annál nehezebb szilárd anyagot folyékony vagy folyékony gáz halmazállapotúvá tenni.
Az ammónia jellemzői
A legtöbb ismert anyag egyáltalán nem oldódik vízben. És azok, amelyek feloldódnak, kölcsönhatásba lépnek, gyakran új hidrogénkötések kialakulásával. Ilyen például az ammónia. Képes megszakítani a hidrogénkötéseket a vízmolekulák között, és sikeresen felépíteni a sajátját. Ezzel párhuzamosan ioncserélő reakció megy végbe, de az ammónia oldásában nem játszik nagy szerepet. Az ammónia ezt a folyamatot elsősorban a hidrogénkötéseknek köszönheti. A reakció mindkét irányban lezajlik, a folyamat általában egyensúlyban lehet bizonyos hőmérsékleteken és nyomásokon. Más oldható anyagok, mint például az etanol és a cukrok, szintén jól kötődnek a vízzel intermolekuláris kölcsönhatások révén.
Egyéb okok
A szerves folyadékokban való oldhatóságot a van der Waals kötések kialakulása biztosítja. Ebben az esetben az oldószer belső kölcsönhatásai megsemmisülnek. Az oldott anyag a molekuláihoz kötődik, így homogénnek tűnő keveréket alkot. Sok életfolyamat letta szerves anyagok ezen tulajdonságai miatt lehetséges.
Toku – nem
Miért nem a legtöbb anyag vezet áramot? A molekulaszerkezet nem engedi! Az áramerősséghez nagyszámú elektron egyidejű mozgására van szükség, ezek egyfajta "kollektív gazdasága". Ez megtörténik a fémekkel, de szinte soha nem történik meg a nemfémekkel. Ennek a tulajdonságnak a határán olyan félvezető anyagok találhatók, amelyeknek közepes elektromos vezetőképességük van.
Nagyon sok fizikai folyamat könnyen megmagyarázható, ha van információ egy adott anyag molekulaszerkezetéről. Az aggregált állapotokat a modern fizika jól tanulmányozza.
