Simpel gezegd, een diatomisch molecuul is een molecuul dat uit twee atomen bestaat. De meeste diatomische moleculen zijn van hetzelfde element, hoewel een paar verschillende elementen combineren. Bij kamertemperatuur zijn vrijwel alle diatomische moleculen gassen. Interessant is dat sommige stoffen met kristallijne of andere atomaire rangschikkingen bij kamertemperatuur diatomisch worden bij hogere temperaturen.
TL; DR (te lang; niet gelezen)
Een diatomisch molecuul heeft twee atomen. De diatomische elementen zijn waterstof, stikstof, zuurstof, fluor, chloor, broom en jodium.
Diatomische elementen
De elementen die bij kamertemperatuur moleculen met twee atomen vormen, zijn waterstof, stikstof, zuurstof en de halogenen fluor, chloor, broom en jodium. Chemici noemen deze moleculen 'homonucleair', verwijzend naar het feit dat beide atomen dezelfde nucleaire structuur hebben. Stikstof valt op omdat de atomen een sterke drievoudige binding delen, waardoor het een zeer stabiele stof is. De edelgassen, zoals helium en neon, vormen zelden moleculen; ze zijn monatomisch.
Andere elementen hebben een metaalachtig karakter; bij standaardtemperatuur en -druk vormen de meeste van hen kristallijne vaste stoffen, en de atomen delen elektronen vrijelijk. Deze elementen vormen geen moleculen met zichzelf of andere metalen elementen. Hoewel ze wel moleculen vormen met niet-metalen, zoals koperchloride of ijzeroxide, hebben veel van deze moleculen meer dan twee atomen. De overige metaal-niet-metaalverbindingen zijn ionisch en onder standaardomstandigheden ook niet diatomisch.
Diatomische verbindingen
Een paar verbindingen zoals koolmonoxide, waterstofchloride en stikstofmonoxide hebben diatomische moleculen. Net als de diatomische elementen zijn deze verbindingen gassen bij kamertemperatuur. Chemici noemen deze verbindingen "heteronucleair" omdat hun atoomkernen uit verschillende elementen komen.
Diatomische moleculen en hoge temperaturen
Bij kamertemperatuur is het element lithium een vaste stof en vormt het geen diatomische moleculen. Als je het echter voldoende opwarmt zodat het een gas wordt, is de gasfase een diatomisch molecuul. Chemici gebruiken het voorvoegsel "di-" om stoffen zoals deze te onderscheiden en te karakteriseren, ze gebruiken bijvoorbeeld de term dilithium. Nee, dit is niet de sciencefiction-antimateriebrandstof "Star Trek", dit is een echte vorm van lithium. Andere elementen die ook diatomische moleculaire gassen vormen, zijn zwavel als zwavel, wolfraam als ditungsten en koolstof als dikoolstof. Evenzo kunnen ionische verbindingen zoals natriumchloride die bij normale temperaturen niet diatomisch zijn, diatomische moleculen worden wanneer ze in een gas worden omgezet.
Diatomische moleculen en lage temperaturen
Zuurstof, stikstof en de andere diatomische moleculen die gassen zijn bij kamertemperatuur, blijven diatomisch bij temperaturen die laag genoeg zijn om ze in vloeistoffen te veranderen. Krachten die zwakker zijn dan atomaire bindingen en die naburige moleculen aantrekken, stellen hen in staat om de vloeibare toestand in te gaan wanneer lage temperaturen de moleculen voldoende vertragen.