جزيء

الجزيء هو أصغر جسيم من المادة الكيميائية النقية يحتفظ بتركيبها الكيميائي وخواصها. علم دراسة الجزيئات يسمى كيمياء جزيئية'' أو فيزياء جزيئية ، تبعاً لمجال الرؤية المعين. تهتم الكيمياء الجزيئية بالقوانين التى تحكم التفعلات بين الجزيئات التى ينتج عنها تكون أو تكسير للروابط الكيميائية، بينما تهتم الفيزياء الجزيئية بالقوانين التى تحكم بناء الجزيئات. وبصفة عامة، فإن الفرق بينها قد يكون غامضاً وصعب التحديد إلى حد ما.

يمكن للجزيء أن يتكوّن من ذرة واحدة (كما في الغازات النبيلة) أو من أكثر من ذرة مرتبطة معاً. يتم استخدام تصور الجزيء وحيد الذرة حصريا في نظرية الحركة للغازت. في علم الجزيئات يتكون الجزيء من نظام ثابت (حالة ترابط) يستوعب ذرتين أو أكثر. والمصطلح جزيء غير ثابت يستخدم للأنواع النشطة، أى الجسيمات التى لها عمر قصير (لها رنين) في الإلكترونات والذرات، مثل الجذور "Radicals", الجزيئات الأيونية, جزيء رايدبيرج (شاهد ذرة رايدبيرج), الحالات الإنتقالية، متراكبات فان ريد فال، أو الأنظمة التى يحدث فيها تجمع للذرات في تكاثف بوس-أينيشتين. كما يستخدم المصطلح جزيء بصفة خاصة كمرادف "للرابطة التساهمية"، وهذا نتيجة للحقيقة التى تنص على أن المركبات غير التساهمية, المركبات الأيونية لا تنتج ما يمكن تعريفه بدقة على أنه "الجسيمات الدقيقة" التى يمن أن تتلائم مع التعريفات السابقة.

و رغم أن مصطلح الجزيء تم استخدامه لأول مرة في عام 1811 عن طريق أفوجادرو، كان المصطلح مادة مفتوحة للنقاش في مجتمع الكيمياء حتى ظهور نتائج أبحاث بيرن في عام 1911. كما أن النظرية الحديثة للجزيئات قد استفادت كثيرا من التقنيات المستخدمة في الكيمياء الحسابية.

لمشاهدة قائمة بالجزيئات شاهد قائمة مركبات.

الرابطة الكيميائية

فى الجزيئات تكون الذرات بأزواج الإلكترونات المشتركة في "الرابطة الكيميائية". وقد تتكون من ذرات لنفس العنصر الكيميائي, مثل الأكسجين (O₂)، أو من ذرات عناصر مختلفة مثل الماء (H₂O).

حجم الجزيء

معظم الجزيئات صغيرة للغاية حتى يمكن رؤيتها بالعين المجردة، و لكن يوجد بعض الإستثناءات، فمثلا الجزيئات الكبيرة مثل جزيء DNA يمكن أن يصل للحجم المجهري.

أصغر الجزيئات حجما هو جزيء الهيدروجين. المسافة بين الذرية له تكون 1.5 Å. و لكن يصعب تحديد السحابة الإلكترونية بدقة. و تحت الظروف العادية يكون للجزيء بعد يتراوح من عدة إلى عدة عشرات من Å. وقد يوجد روابط اخرى مثل الرابطة المشتركة حيث الرابطة المشتركة تتكون من ثلاثة اقسام احداية ثنايئية ثلاثية والرابطة التساهمية

المعادلة الملكية

"المعادلة الملكية" للجزيء هى نسبة الرقم الصحيح للعناصر التى تكون المركب. فمثلا في الشكل النقي للماء، دائما يتكون من 1:2 هيدروجين : أكسجين، كما أن الكحول الإثيلي أو الإيثانول جاما يتكون من الكربون، والهيدروجين, والأكسجين بنسبة 1:6:2. وعموما, هذا لا يحدد نوع الجزيء فمثلا داي ميثيل إثير له نفس النسبة الموجودة في الميثانول. وتسمى الجزيئات التى لها نفس عدد الذرات المكونة لها أيزومرات.

المعادلة الكيميائية

"المعادلة الكيميائية" تعكس الرقم الدقيق لعدد الذرات التى تكون الجزيء. ويتم حساب الكتلة الجزيئية من المعادلة الكيميائية في وحدات تساوى 12/1 من كتلة نظير ذرة C ¹².

هندسة الجزيء

الجزيئات لها حالة تعادل ثابتة بطول رابطة وزاوية بين الروابط معينين. وتتكون المادة النقية من جزيئات لها نفس البناء الفراغي. ويكون المعادلة الكيميائية وبناء الجزيء دور هام في تحديد خواص الجزيء, وخاصة نشاطيته. الأيزومرات تتشارك في نفس شكل المعادلة الكيميائية, ولكن يكون لكل منها خواص مختلفة تماما نظزرا لإختلاف بنائها. الأيزومرات الفراغية، نوع خاص من الأيزومرات, ويمكن أن يكون لها خواص فيزوكيميائية متشابهه ولكن في نفس الوقت تختلف تماما في نشاطها الحيوي.

الطيف الجزيئي

الطيف الجزيئي هو دراسة استجابة جزيء للطيف الذى له تردد معين (أو طبقا لمعادلة بلانك لطاقة ذلك الطيف). وهذا الطيف عبارة عن موجة كهرمغناطيسية أو شعاع من الإلكترونات . وهناك تطوير في الأنواع الجديدة من المطياف الجزيئي ليصبح مطياف بوزيترون. ويمكن أن يكون الرنين الجزيئي ناتج من إمتصاص الطيف (مطياف الإمتصاص), أو إنبعاث طيف أخر (مطياف الإنبعاث)، أو كنتيجة لتفتت الجزيء, أو تغير في حالته الكيميائية.

ويعتبر المطياف أقو الأدوات في التحقق من الخواص المجهرية للجزيئات، وبالتحديد، مستويات الطاقة. ومن أجل الحصول على أقصى المعلومات المجهرية من نتائج التجارب، فإنه يتم إقران الدراسات الطيفية مع دراسات الكيماء الحسابية. كما أنه من المفيد معرفة أن الأصل النظرى للمطياف يرجع إلى نظرية التشتت.

مواضيع متعلقة

• هندسة جزيئية
• شكل المدار الجزيئي
• الرابطة التساهمية
• الجزيئات القطبية
• الجزيئات غير القطبية
• قائمة الجزيئات في الفضاء المحيط
• ثنائي الذرة
• جزيئات متعددة الذرات