โมเลกุลไดอะตอมคืออะไร?

พูดง่ายๆ โมเลกุลไดอะตอมคือโมเลกุลที่ประกอบด้วยอะตอมสองอะตอม โมเลกุลไดอะตอมมิกส่วนใหญ่มีองค์ประกอบเดียวกันแม้ว่าจะมีองค์ประกอบต่างกันเพียงเล็กน้อย ที่อุณหภูมิห้อง แทบทุกโมเลกุลของไดอะตอมเป็นก๊าซ ที่น่าสนใจคือ สารบางชนิดที่มีผลึกหรือการจัดเรียงตัวของอะตอมที่อุณหภูมิห้องจะกลายเป็นไดอะตอมิกที่อุณหภูมิสูงขึ้น

ทีแอล; DR (ยาวเกินไป; ไม่ได้อ่าน)

โมเลกุลไดอะตอมมีสองอะตอม ธาตุไดอะตอมมิก ได้แก่ ไฮโดรเจน ไนโตรเจน ออกซิเจน ฟลูออรีน คลอรีน โบรมีน และไอโอดีน

ธาตุที่สร้างโมเลกุลสองอะตอมที่อุณหภูมิห้อง ได้แก่ ไฮโดรเจน ไนโตรเจน ออกซิเจน และฟลูออรีนของฮาโลเจน คลอรีน โบรมีน และไอโอดีน นักเคมีเรียกโมเลกุลเหล่านี้ว่า "นิวเคลียร์นิวเคลียร์" ซึ่งหมายถึงความจริงที่ว่าอะตอมทั้งสองมีโครงสร้างนิวเคลียร์เหมือนกัน ไนโตรเจนมีความโดดเด่นเนื่องจากอะตอมของมันมีพันธะสามที่แข็งแกร่ง ทำให้เป็นสารที่มีความเสถียรมาก ก๊าซมีตระกูล เช่น ฮีเลียมและนีออน ไม่ค่อยก่อตัวเป็นโมเลกุลเลย พวกมันเป็นโมโนโทมิก

องค์ประกอบอื่นมีลักษณะเป็นโลหะ ที่อุณหภูมิและความดันมาตรฐาน ส่วนใหญ่จะก่อตัวเป็นของแข็งที่เป็นผลึก และอะตอมใช้อิเล็กตรอนร่วมกันอย่างอิสระ องค์ประกอบเหล่านี้ไม่สร้างโมเลกุลด้วยตัวมันเองหรือองค์ประกอบโลหะอื่นๆ แม้ว่าพวกมันจะสร้างโมเลกุลที่มีอโลหะ เช่น คิวปริกคลอไรด์หรือเฟอริกออกไซด์ โมเลกุลเหล่านี้จำนวนมากมีอะตอมมากกว่าสองอะตอม สารประกอบโลหะและอโลหะที่เหลือเป็นไอออนิกและไม่ใช่ไดอะตอมมิกภายใต้สภาวะมาตรฐาน

สารประกอบบางชนิด เช่น คาร์บอนมอนอกไซด์ ไฮโดรเจนคลอไรด์ และไนตริกออกไซด์ มีโมเลกุลไดอะตอม เช่นเดียวกับธาตุไดอะตอม สารประกอบเหล่านี้เป็นก๊าซที่อุณหภูมิห้อง นักเคมีเรียกสารประกอบเหล่านี้ว่า "เฮเทอโรนิวเคลียร์" เพราะนิวเคลียสของอะตอมมาจากธาตุต่างๆ

ที่อุณหภูมิห้อง ลิเธียมเป็นองค์ประกอบที่เป็นของแข็งและไม่ก่อตัวเป็นโมเลกุลไดอะตอมมิก อย่างไรก็ตาม หากคุณให้ความร้อนมากพอจนกลายเป็นแก๊ส เฟสของแก๊สก็คือโมเลกุลไดอะตอมมิก นักเคมีใช้คำนำหน้า "di-" เพื่อแยกแยะและจำแนกลักษณะสารเช่นนี้ เช่น ใช้คำว่า dilithium ไม่ นี่ไม่ใช่เชื้อเพลิงปฏิสสาร "Star Trek" ในนิยายวิทยาศาสตร์ แต่เป็นลิเธียมรูปแบบจริง องค์ประกอบอื่นๆ ที่ก่อตัวเป็นก๊าซโมเลกุลไดอะตอมเช่นกัน ได้แก่ กำมะถันในรูปของซัลเฟอร์ ทังสเตนในรูปของไดทังสเตน และคาร์บอนในรูปของไดคาร์บอน ในทำนองเดียวกัน สารประกอบไอออนิก เช่น โซเดียมคลอไรด์ ที่ไม่ใช่ไดอะตอมที่อุณหภูมิปกติ อาจกลายเป็นโมเลกุลไดอะตอมเมื่อเปลี่ยนเป็นแก๊ส

ออกซิเจน ไนโตรเจน และโมเลกุลไดอะตอมมิกอื่นๆ ที่เป็นก๊าซที่อุณหภูมิห้องยังคงเป็นไดอะตอมมิกที่อุณหภูมิต่ำพอที่จะเปลี่ยนเป็นของเหลวได้ แรงที่อ่อนแอกว่าพันธะอะตอมที่ดึงดูดโมเลกุลที่อยู่ใกล้เคียงทำให้พวกมันเข้าสู่สถานะของเหลวเมื่ออุณหภูมิต่ำทำให้โมเลกุลช้าลงอย่างเพียงพอ