En pocas palabras, una molécula diatómica es aquella que consta de dos átomos. La mayoría de las moléculas diatómicas son del mismo elemento, aunque algunas combinan elementos diferentes. A temperatura ambiente, prácticamente todas las moléculas diatómicas son gases. Curiosamente, algunas sustancias que tienen disposiciones cristalinas o atómicas a temperatura ambiente se vuelven diatómicas a temperaturas más altas.
TL; DR (demasiado largo; No leí)
Una molécula diatómica tiene dos átomos. Los elementos diatómicos son hidrógeno, nitrógeno, oxígeno, flúor, cloro, bromo y yodo.
Elementos diatómicos
Los elementos que forman moléculas de dos átomos a temperatura ambiente son hidrógeno, nitrógeno, oxígeno y los halógenos flúor, cloro, bromo y yodo. Los químicos llaman a estas moléculas "homonucleares" refiriéndose al hecho de que ambos átomos tienen la misma estructura nuclear. El nitrógeno se destaca porque sus átomos comparten un fuerte triple enlace, lo que lo convierte en una sustancia muy estable. Los gases nobles, como el helio y el neón, rara vez forman moléculas; son monoatómicos.
Otros elementos tienen naturaleza metálica; a temperatura y presión estándar, la mayoría de ellos forman sólidos cristalinos y los átomos comparten electrones libremente. Estos elementos no forman moléculas con ellos mismos ni con otros elementos metálicos. Si bien forman moléculas con no metales, como el cloruro cúprico o el óxido férrico, muchas de estas moléculas tienen más de dos átomos. Los restantes compuestos de metal y no metal son iónicos y tampoco diatómicos en condiciones estándar.
Compuestos diatómicos
Algunos compuestos como el monóxido de carbono, el cloruro de hidrógeno y el óxido nítrico tienen moléculas diatómicas. Al igual que los elementos diatómicos, estos compuestos son gases a temperatura ambiente. Los químicos llaman a estos compuestos "heteronucleares" porque sus núcleos atómicos provienen de diferentes elementos.
Moléculas diatómicas y altas temperaturas
A temperatura ambiente, el elemento litio es un sólido y no forma moléculas diatómicas. Sin embargo, si lo calienta lo suficiente como para que se convierta en gas, la fase gaseosa es una molécula diatómica. Los químicos usan el prefijo “di-” para distinguir y caracterizar sustancias como esta, por ejemplo, usan el término dilitio. No, este no es el combustible de antimateria "Star Trek" de ciencia ficción, es una forma real de litio. Otros elementos que también forman gases moleculares diatómicos incluyen azufre como disulfuro, tungsteno como ditungsteno y carbono como dicarbono. De manera similar, los compuestos iónicos como el cloruro de sodio que no son diatómicos a temperaturas normales pueden convertirse en moléculas diatómicas cuando se convierten en gas.
Moléculas diatómicas y bajas temperaturas
El oxígeno, el nitrógeno y las otras moléculas diatómicas que son gases a temperatura ambiente permanecen diatómicas a temperaturas lo suficientemente bajas como para convertirlas en líquidos. Las fuerzas más débiles que los enlaces atómicos que atraen a las moléculas vecinas les permiten entrar en estado líquido cuando las bajas temperaturas ralentizan las moléculas lo suficiente.