Молекулы

В природе химические элементы встречаются как в виде отдельных атомов (чаще всего это атомы инертных газов), так и в виде молекул. Устройство молекул, особенно содержащих большое число атомов, чрезвычайно сложно, и теория строения молекул, несмотря на большие успехи последних двух десятилетий, во многих отношениях еще не закончена. Поэтому ограничимся рассмотрением простейших, а именно двухатомных молекул.

Некоторые элементы в естественных условиях не существуют в виде атомов, а объединяются в прочные двухатомные молекулы и превратить их из молекулярного в атомарное состояние довольно трудно. Примером таких прочных и простейших молекул может служить водород. Прочность молекулы объясняется соответствующим строением электронных оболочек. Силы, удерживающие атомы в молекуле, вызваны взаимодействием внешних (валентных) электронов. Электроны внутренних оболочек на молекулярные связи почти не влияют.

В случае двухатомных молекул можно различать два типа связи. Одна из них осуществляется в тех молекулах, в которых часть электронов движется около обоих ядер. Такая связь называется атомарной связью. Как правило, атомарная связь образуется парами электронов и осуществляется в молекуле водорода. Как нам уже известно, у атома водорода на внешней оболочке имеется один электрон. Если два атома водорода сближаются, то оба электрона движутся вокруг обоих же ядер и образуют прочную молекулу, имеющую как бы общую устойчивую двухэлектронную оболочку. Поэтому разрушить молекулу водорода довольно трудно. Так, при температуре около 2000° распадается на атомы всего около 0,088% водорода, и только при температуре около 5000° на атомы распадается примерно 95% водорода.

Подобным образом обстоит дело и с молекулой хлора. Атом хлора имеет на внешней оболочке 7 электронов. Для образования прочной восьмиэлектронной оболочки ему недостает всего одного электрона. При сближении двух атомов хлора по одному электрону от каждого атома (всего два) начинают двигаться одновременно вокруг обоих ядер, образуя общую восьмиэлектронную оболочку.

Распад, разложение простой молекулы на отдельные атомы или сложной молекулы на отдельные составляющие молекулярные группы под действием каких-либо сил, носит название диссоциации. Энергия, которую необходимо затратить на разложение молекулы, называется энергией связи молекулы или энергией диссоциации. Энергия диссоциации выражается либо в больших калориях, либо в электрон-вольтах.