Поднесите два магнита близко друг к другу, и на определенном расстоянии два магнита потянутся друг к другу, а затем закрепятся. При разложении магниты остаются целыми, только отдельные друг от друга. Если молекулы ведут себя подобным образом - вместе или разорванные, они сохраняют молекулярную идентичность - они считаются дискретными молекулами.
Дискретный vs. Непрерывная точка зрения
Дискретный молекулы сохраняют молекулярную идентичность, и такие молекулы будут действовать как отдельные единицы материи, как песчинки. Это могло бы объяснить, почему молекулы или элементы могут «склеиваться» в химической связи.
Следует рассматривать непрерывный, не было бы резких разделений, и один элемент или молекула смешались бы с другим в химической связи. Это объяснило бы стабильность или силу магнетизма. Обратите внимание, что молекулы нет считается недискретным.
Сравнение дискретного и непрерывного аналогично вопросу о том, действуют ли составляющие Вселенной как частицы или волны.
Дискретные молекулы и элементарные формы
С дискретной точки зрения молекулы можно считать дискретными в том, как они действуют на молекулярном уровне. Химия дискретных частиц рассматривает молекулы или элементы дискретными в зависимости от отсутствия взаимодействия.
Элементы в их элементарной форме можно считать дискретными. Элемент в своей элементарной форме состоит только из этого элемента и не сочетается с другими элементами. Элемент будет существовать в свободном (несвязанном) виде. Такие вещества, хотя и кажутся простыми, редко производятся в природе в чистом виде.
Все благородные газы существуют в элементарной форме. Примером металла в элементарной форме может быть золото, поскольку его можно найти в природе в элементарном состоянии. Другие элементы, обнаруженные в несоединении, - это медь, серебро, сера и углерод.
Дискретные молекулы: двухатомные и другие молекулы
Некоторые из неметаллов существуют в виде газов при комнатной температуре и в виде двухатомных молекул: H2, N2, O2, F2, Cl2, Я2 и Br2. Они действуют как дискретные молекулы.
Также рассмотрите такие молекулы, как вода, которые существуют в дискретной форме в различных состояниях вещества, например в жидком или твердом. Когда лед тает, он меняет состояние, но сохраняет свою индивидуальность.
Другие твердые тела не поддерживают эту дискретную идентичность. Например, поваренная соль NaCl распадается на ионы в водном состоянии и не может считаться дискретной.
Дискретные молекулы и силы связи
Дискретные молекулы, как правило, не взаимодействуют с другими молекулами.
Диполь-дипольные взаимодействия и лондонские дисперсионные силы - это две межмолекулярная силаs которые позволяют дискретным молекулам связываться друг с другом, как это сделали бы многие маленькие магниты.
Диполь-дипольные взаимодействия
При диполь-дипольных взаимодействиях внутри молекулы образуется частичный заряд из-за неравномерного распределения электронов. Диполь - это пара противоположных зарядов, разделенных расстоянием. Частным случаем диполь-дипольного взаимодействия является водородная связь.
Водородная связь происходит между двумя отдельными молекулами. При водородной связи каждая молекула должна иметь атом водорода, ковалентно связанный с другим атомом, который является более электроотрицательным. Более электроотрицательный атом будет притягивать общие электроны в ковалентной связи к себе, образуя частичные положительные заряды.
Например, рассмотрим молекулу воды H2О. Между водородной связью одной молекулы воды и кислородной связью другой существует взаимодействие, основанное на частичных положительных (атом водорода) и частичных отрицательных (атом кислорода) зарядах.
Эти два небольших заряда превращают каждую дискретную молекулу воды в слабый магнит, который будет притягивать другие дискретные молекулы воды.
Лондонские силы рассеяния
Лондонские дисперсионные силы - самые слабые межмолекулярные силы. Это временное притяжение, которое происходит, когда электроны на двух соседних атомах взаимодействуют с образованием временных диполей.
Обычно диполи образуют только полярные молекулы. То есть элементы, которые связываются и имеют довольно высокую разность электроотрицательности. Однако даже неполярные молекулы, которые не имеют внутри себя частичных электрических зарядов, могут иметь кратковременные слегка отрицательные заряды.
Поскольку электроны не являются стационарными, возможно, что многие из отрицательно заряженных электронов могут находиться около одного конца молекулы. В этот момент молекула имеет слегка (хотя и кратковременный) отрицательный конец. В то же время другой конец будет на мгновение слегка положительным.
Этот мгновенный диполь создает мгновенный полярный характер и может позволить дискретным молекулам взаимодействовать с соседними молекулами.