¿Qué es la química molecular?

La química molecular es la química de las moléculas, que cubre la mayor parte de la química en su conjunto. Las moléculas están formadas por varias combinaciones de átomos, los bloques de construcción fundamentales de todo lo que nos rodea. Hay 92 elementos que ocurren naturalmente en la Tierra, además de 25 elementos artificiales, que se crean en pequeñas cantidades en aceleradores de partículas y reactores nucleares. De los 92 elementos naturales, varios arreglos de 12 constituyen el 99% de todas las rocas y el suelo, mientras que los arreglos de 5 constituyen el 99.97% de la atmósfera. Otros elementos se encuentran en pequeñas cantidades, generalmente una parte por millón o menos.

Los fundamentos de la química molecular se basan en cualidades de los átomos llamadas valencia. Cada átomo está formado por pequeñas partículas llamadas electrones que orbitan un núcleo hecho de partículas llamadas protones y neutrones. La órbita de estos electrones es "capas" designadas por las leyes de la física: la primera capa tiene una capacidad de dos electrones, la segunda tiene una capacidad de 6, la tercera 10, la cuarta 14, la quinta 18, la sexta 22 y el séptimo 26.

Si un átomo tiene "muy pocos" electrones, de modo que su capa de electrones más externa (también conocida como orbital) tiene más o menos de ocho electrones, "quiere" deshacerse de los electrones o ganarlos al unirse con otro átomo. La tendencia a "querer" ocho electrones en la capa más externa, el mismo número que se encuentra en los gases nobles como el helio (los elementos más estables), se llama la regla del octeto, un hecho básico de la química molecular. Estas fuerzas están dictadas por las leyes del electromagnetismo.

Para visualizar la química molecular, aquí hay un ejemplo. Una molécula común es la sal, NaCl o cloruro de sodio. La sal consiste en dos átomos unidos entre sí en un enlace atómico. La capa de electrones más externa del sodio tiene solo un electrón, pero tiene una capacidad para diez. La capa más externa del cloro tiene siete electrones, pero una capacidad para diez. Cuando los dos se unen, obtienen ocho electrones en su capa externa más colectiva, satisfaciendo la regla del octeto. La regla del octeto se cumple en innumerables moléculas. Estos enlaces se pueden representar fácilmente en imágenes usando diagramas de puntos de Lewis.

Cuando los átomos se combinan en estructuras estables, forman moléculas, que también se llaman compuestos. Los compuestos puros o las mezclas de compuestos con propiedades uniformes se denominan sustancia . Los compuestos en una sustancia pueden interactuar con otros compuestos, dando lugar a situaciones llamadas reacciones químicas. Las reacciones químicas están constantemente en curso a nuestro alrededor, especialmente en nuestros cuerpos, que son verdaderos calderos de reacciones químicas. Cuando comemos, es para proporcionarle a nuestro cuerpo moléculas que pueden sufrir reacciones químicas para liberar energía para su funcionamiento.