V naravi obstaja veliko atomov v vezani obliki, ki tvorijo posebne asociacije, imenovane molekule. Vendar pa inertni plini, ki upravičujejo svoje ime, tvorijo enoatomske enote. Molekularna struktura snovi običajno vključuje kovalentne vezi. Obstajajo pa tudi tako imenovane pogojno šibke interakcije med atomi. Molekule so lahko ogromne, sestavljene iz milijonov atomov. Kje najdemo tako zapleteno molekularno strukturo? Primeri so številne organske snovi, kot so kvartarne beljakovine in DNK.
Brez kemikalij
Kovalentne vezi, ki držijo atome skupaj, so izjemno močne. Toda fizikalne lastnosti snovi niso odvisne od tega, odvisne so od van der Waalsovih sil in vodikovih vezi, ki zagotavljajo interakcijo sosednjih fragmentov struktur med seboj. Molekularna zgradba tekočine, plina ali nizko tališča trdnih snovi pojasnjuje tudi agregacijsko stanje, v katerem jih opazujemo pri določeni temperaturi. Da bispremenite stanje snovi, samo segrejte ali ohladite. Kovalentne vezi niso pretrgane.
Meje za začetek procesov
Kako visoka ali nizka bosta plina in tališča? Odvisno je od moči medmolekularnih interakcij. Vodikove vezi v snovi povečajo temperaturo spremembe agregacijskega stanja. Večje kot so molekule, več van der Waalsovih interakcij imajo, težje je narediti trdno snov tekočo ali tekočo plinasto.
Lastnosti amoniaka
Večina znanih snovi sploh ni topnih v vodi. In tisti, ki se raztopijo, medsebojno delujejo, pogosto s tvorbo novih vodikovih vezi. Primer je amoniak. Sposoben je prekiniti vodikove vezi med molekulami vode in uspešno zgraditi lastne. Vzporedno poteka reakcija ionske izmenjave, ki pa ne igra velike vloge pri raztapljanju amoniaka. Amoniak dolguje ta proces predvsem vodikovim vezjem. Reakcija poteka v obe smeri, proces je na splošno lahko v ravnotežju pri določenih temperaturah in tlakih. Druge topne snovi, kot sta etanol in sladkorji, se prav tako dobro vežejo z vodo prek medmolekularnih interakcij.
Drugi razlogi
Topnost v organskih tekočinah je zagotovljena s tvorbo van der Waalsovih vezi. V tem primeru se uničijo intrinzične interakcije topila. Raztopljena snov se veže na svoje molekule in tvori homogeno zmes. Mnogi življenjski procesi so postalimogoče zaradi teh lastnosti organskih snovi.
Toku - ne
Zakaj večina snovi ne prevaja električne energije? Molekularna struktura ne dopušča! Tok zahteva hkratno gibanje velikega števila elektronov, nekakšno njihovo "kolektivno kmetijo". To se zgodi s kovinami, pri nekovinah pa se skoraj nikoli. Na meji glede na to lastnost so polprevodniški materiali, ki imajo srednje odvisno električno prevodnost.
Zelo veliko fizikalnih procesov je mogoče enostavno razložiti, če obstajajo informacije o molekularni strukturi dane snovi. Sodobna fizika dobro preučuje agregatna stanja.
