Ta två magneter nära varandra och inom ett visst avstånd kommer de två magneterna att dra mot varandra och sedan fästa. När de dras isär är magneterna fortfarande intakta, bara separerade från varandra. Om molekyler beter sig på detta sätt - vare sig de är tillsammans eller dras isär behåller de molekylär identitet - anses de vara diskreta molekyler.
Diskret vs. Kontinuerlig synvinkel
Diskret molekyler behåller molekylär identitet, och sådana molekyler skulle fungera som distinkta materienheter, som sandkorn. Detta skulle förklara varför molekyler eller grundämnen skulle kunna "hålla fast" i en kemisk bindning.
Att betraktas kontinuerlig, det skulle inte finnas några skarpa uppdelningar, och ett element eller en molekyl skulle smälta in i en annan i en kemisk bindning. Detta skulle förklara stabilitet eller magnetismens kraft. Observera att molekyler är inte anses indiskret.
Diskret kontra kontinuerlig är analog med att fråga om universums beståndsdelar fungerar som partiklar eller vågor.
Diskreta molekyler och elementformer
I den diskreta synvinkeln kan molekyler betraktas som diskreta i hur de verkar på molekylär nivå. Diskret partikelkemi anser att molekyler eller element är diskreta beroende på bristen på interaktion.
Element i sin elementform kan betraktas som diskreta. Ett element i sin elementform består endast av det elementet och kombineras inte med andra element. Elementet skulle existera fritt (okombinerat). Sådana ämnen, även om de verkar enkla, produceras sällan i ren form i naturen.
Alla ädelgaser finns i elementär form. Ett exempel på en metall i elementär form skulle vara guld, eftersom det kan hittas i naturen i dess elementära tillstånd. Andra element som hittas okombinerade är koppar, silver, svavel och kol.
Diskreta molekyler: diatomiska och andra molekyler
Flera av icke-metaller finns som gaser vid rumstemperatur och som diatomiska molekyler: H2, N2, O2, F2Cl2, Jag2 och Br2. Dessa fungerar som diskreta molekyler.
Tänk också på molekyler som vatten som finns i diskret form genom olika tillstånd av materia, såsom flytande eller fast ämne. När is smälter ändrar den tillstånd men bibehåller sin diskreta identitet.
Andra fasta stater skulle inte behålla denna diskreta identitet. Exempelvis bryts vanligt salt, NaCl, till joner i vattenhaltigt tillstånd och skulle inte anses vara diskret.
Diskreta molekyler och bindningskrafter
Diskreta molekyler skulle i allmänhet inte interagera med andra molekyler.
Interaktioner mellan dipol och dipol och dispersionskrafter i London är två intermolekylär krafts som tillåter diskreta molekyler att binda med varandra som många små magneter skulle göra.
Interaktioner mellan dipol och dipol
Vid dipol-dipolinteraktioner bildas en partiell laddning i molekylen på grund av ojämn fördelning av elektroner. En dipol är ett par motsatta laddningar åtskilda av ett avstånd. Ett speciellt fall av en dipol-dipol-interaktion är vätebindning.
Vätebindning händer mellan två separata molekyler. Vid vätebindning måste varje molekyl ha en väteatom som är kovalent bunden till en annan atom som är mer elektronegativ. Den mer elektronegativa atomen kommer att dra de delade elektronerna i den kovalenta bindningen mot sig själv och bilda partiella positiva laddningar.
Tänk till exempel på vattenmolekylen, H2O. Mellan vätebindningen i en vattenmolekyl och syrebindningen hos en annan sker en interaktion baserad på partiella positiva (väteatom) och partiella negativa (syreatom) laddningar.
Dessa två små laddningar gör varje enskild vattenmolekyl till en svag magnet som kommer att locka till sig andra diskreta vattenmolekyler.
London Dispersion Forces
Londons spridningskrafter är den svagaste intermolekylära kraften. Det är en tillfällig attraktion som händer när elektroner på två intilliggande atomer interagerar för att bilda tillfälliga dipoler.
Normalt bildar endast polära molekyler dipoler. Det vill säga element som binder och har en ganska hög skillnad i elektronegativitet. Men även icke-polära molekyler, sådana som inte har partiella elektriska laddningar inom sig, kan ha momentana något negativa laddningar.
Eftersom elektroner inte är stationära är det möjligt att många av de negativt laddade elektronerna kan vara nära ena änden av molekylen. För närvarande har molekylen ett något (om än tillfälligt) negativt slut. Samtidigt kommer den andra änden tillfälligt att vara lite positiv.
Denna momentana dipol skapar en momentan polär karaktär och kan tillåta diskreta molekyler att interagera med angränsande molekyler.