Molekül Nedir

Molekül Nedir – Molekül Hakkında Bilgiler

Atomlardan oluşan, yapısında bulunduğu cismin serbest halde bulunabilecek en küçük madde miktarını gösteren tanecik.
Molekül Nedir

Maddenin atomlardan kurulu olduğu ve çeşitli katı, sıvı, gaz halindeki cisimlerin yüz kadar tanınan atom türünden oluştuğu bilinmektedir. Cisimlerin kimyasal özellikleriyle (iki maddenin, özellikleri bunlardan tümüyle farklı bir üçüncüye dönüşmesi) fiziksel özelliklerini (sözgelimi, görünümleri, esneklikleri) açıklamak için fizikçiler, atomların çok seyrek olarak birbirinden tümüyle bağımsız olduklarını varsaydılar, daha sonra da bunu kanıtladılar. Atomlar çoğunlukla ikişer ikişer, üçer üçer, dörder dörder, hatta daha çok sayıda birleşirler ve molekül adı verilen bir bütün oluştururlar. Molekül içindeki durumları, elektriksel olarak yüksüz olan belli bir madde için her zaman aynıdır. Molekülün, bir maddenin, bunun özelliklerini taşıyan en küçük parçası olduğu da söylenebilir (çoğunlukla, “serbest halde var olan” denmektedir).

MOLEKÜLLERİN YAPISI

Bazı moleküller, bir ya da birden çok özdeş atomdan oluşmuşlardır: Basit cisim adını alanlar bunlardır. Molekül, bir, iki, üç (vb.) atomdan oluşmasına göre, tek atomlu, çift atomlu, üç atomlu (vb.) adını alır. Soy gazların (neon, argon, kripton, ksenon) molekülleri tek atomlu, öbür gazların (oksijen, hidrojen, azot, klor, vb.) çoğunluğununkiyse çift atomludur; bazı basit maddelerin, üç atomlu (ozon) ya da üçten fazla atomdan oluşmuş molekülleri vardır.
Moleküllerin boyutları son derece küçük, metrenin milyarda biri kadardır (ya da nanometre: lnm – 10″9m), kütleleriyse çok düşüktür (oksijen molekülü için 53.1CT27 kg yani 53 bölü l’den sonra 27 sıfırla devam eden bir sayı). Yalnızca makromolekül adı verilen iri moleküller, elektron mikroskobu yardımıyla gözlenebilmiş ve bunların “fotoğrafları çekilebilmiştir”. Madde içinde molekülleri birbirinden ayıran uzaklıklar, molekül boyutlarına oranla büyüktür; bu da, maddenin temelde boş olduğunu gösterir. Moleküllerin bu görünümü birkaç örnekle aydınlatılabilir. Çiz. l’de ozon molekülünün nitelikleri gösterilmiştir: Üç oksijen atomu, ikizkenar bir üçgenin köşelerine yerleşmişlerdir. Kükürt molekülü, uzayda taç biçiminde düzenlenmiş 8 atomdan oluşmuştur .

Başka moleküllerse, farklı atomlardan meydana gelmiştir: Bunlar bileşik cisimlerin molekülleridir. Sözgelimi, gaz (su buharı), sıvı ya da katı (buz) halde su, bir ikizkenar üçgenin köşelerinde yer alan bir oksijen atomu ve iki hidrojen atomu içeren moleküllerden oluşmuştur (Çiz. 3); bununla birlikte, su buharında moleküllerin durumu son derece düzensizken, buzda, bunlar çok düzgün bir ağa göre yerleşmişlerdir. Karbon dioksit ya da gaz karbonik molekülü, çizgiseldir . Metan molekülü (Çiz. 5), merkezinde karbon atomunun, köşelerinde de dört hidrojen atomunun yer aldığı bir dörtyüzlü görünümdedir. Aynı düzen, alkollü içeceklerin alkolü olan etanol molekülünde de gözlenir

Bu örnekler, moleküllerin olası biçimlerinin çok büyük çeşitliliğinin şöyle bir anlaşılmasına olanak verir. Bu biçimler, yöntemler arasmda en yaygın olan X ışınlan, elektron ya da nötron kırınımı, nükleer magnetik rezonans ya da tayfölçümünden yararlanan çok karmaşık çağdaş incelemeler aracılığıyla ortaya çıkarılmıştır. Bununla birlikte, bütün maddelerin moleküllerden oluşmadığım belirtmek gerekmektedir; bu duruma, gaz ve sıvı halinde sık karşılaşılsa bile, katilar için aynı şey söz konusu değildir (aralarından pek çoğunun yapısı iyoniktir).

KİMYASAL FORMÜLÜ

Bir maddeyi iyice tanımlamak ve bunun kimyasal tepkimelerini yalın biçimde dile getirmek için, bu maddenin her bir molekülüne bir kimyasal formül denk getirilmiştir. Bu formülde, molekülü oluşturan bütün elementlerin her birine, bu elementin molekül yapısı içindeki atom sayısını belirten bir işaretin eşlik ettiği simgeler bulunur. Böylece, gaz halindeki oksijen O2, ozon 03, azot N5, hidrojen H2, klor Cl2 ile betimlenmektedir. Aynı biçimde, önceki örnekler gene ele alındığında, suyun kimyasal formülü H20, karbon dioksitinki CO2, meta-nınki CH< ve etanolünki C2ll60 olarak yazılır. Bazı kimyasal tepkimeleri daha kolay biçimde açıklamak için, atom düzenlenmelerine kabaca uyul-duğu, molekülün geliştirilmiş denen bir formülünü yazma yoluna gidilir. Sözgelimi:

H H H

1 1 1

Metan: H-C-H.Etanol:H-C-C-OH

I I I

H H H

(ya da h3c – ch2 – oh).

BİR GAZIN MOLAR HACMİ
XIX. yy’ın sonunda, aynı sıcaklık ve basınç koşulları altındaki farklı gazların eşit hacimlerinin aynı molekül sayısını içerdikleri kabul edilmiştir. Oysa kimyada, her şeyden önce, taneciklerin (atomlar ya da moleküller) bir molü, yani 6,02.1023 tanecik ile ilgi-lenilmektedir; bu sayıya Avogadro sayısı denir. Bu, molar hacmin tanımlanmasına yol açmıştır: Gazın yapısı ne olursa olsun, gaz moleküllerinin bir molü, sıcaklığı 0°C ve basıncı, l,013xl05N/m2 (76 sm cıva) olduğunda, 22,4 dm3’lük bir hacmi kaplamaktadır; bu hacim, yaklaşık olarak, 1,75 sm yarıçapmda küresel bir kabm hacmine denk gelir. Kuşkusuz, bu hacmi kaplayan gazm kütlesi, bir gazdan öbürüne, molekülleri farklı olduğu için değişecektir: Böylece, bir mol oksijenin kütlesi 32 gr iken, bir mol hid-rojeninki 2 gr olur.

MOLEKÜL KÜTLESİ

Elementlerin atom kütlelerini, yani bir atom molünü veren çizelgelerden, bir mol molekülün kütlesini, yani molar kütleyi hesaplamak olasıdır. Bir molekülün kimyasal formülü bilindiğinde, bu kütle, molekül formülüne katılan atom molü kütlesinin toplanmasıyla elde edilir (atom kütlesinin her biri elementin formüldeki simgesine eşlik eden işaret ile çarpılır). Örnekler: Oksijen: O2, bir atom mo-lünün kütlesi: 0= 16, molar kütle: 16×2 = 32 gr. Su: H20 (0= 16, H = 1), molar kütle: (1×2) +16=18 gr. Etanol: C5H60 (C = 12, H = 1, 0=16),molar kütle: (12×2) + (1×6) +16 = 46 gr.

Bir maddenin molar kütlesi M’nin bilinmesi, bu maddenin çabucak tanınmasını sağlar. M deneysel olarak, sözgelimi, maddenin kütle hacmini hesaplayarak (Mayer yöntemi), ya da içinde maddenin bulunduğu çözücünün ergime sıcaklığı (kriyometrik düşüş) ya da kaynama sıcaklığı (ebüliyo-metrik artış) değişimini ölçerek belirlenebilir.

Makromoleküller söz konusu olduğunda, basit yasalar uygulanamamaktadır. Bunların formüllerini ve yapılarını bulmak için, ışık yayınımı ya da aşırı santrifüjleme gibi başka yöntemlere başvurulur.
MAKROMOLEKÜLLER

Bunlar, yüz binlerce atom içerebilen, ancak “klasik” molekül toplulukları gibi kabul edilmemesi gereken dev moleküllerdir. Bu nedenle de, incelenmeleri tümüyle özel yöntemler gerektirir.

Çok sayıda doğal makromoleküllü madde bulunmaktadır: Bitkisel hücrelerin selüloz ve nişastası, kauçuk, elmas, lifli (saç, tırnak) ya da tanecikli (kandaki hemoglobin) proteinler bunlara örnektirler. Bu bileşiklerden yalnızca çok azı, bireşim yoluyla elde edilebilmiştir. Bununla birlikte, organik kimyacılar, doğada karşılaşılmayan sayısız molekülün bireşimini yapmışlardır. Polimerleşme ve polikondan-sasyon tepkimeleri aracılığıyla küçük moleküllerin birbirlerine zincirlenmesini sağlayan yöntemler gerçekleştirilmiştir. Elde edilen molekül, tümüyle aym ya da farklı motiflerden oluşabilir. Böylece C2H„ etilenden, çeşitli kaplar, bazı paketleme malzemeleri ve şişe kasalarının yapıldığı CH3-CH2-CH2…. CH2 -CH3 polietilen üretilebilir. Stiren (H 3 C 2 -C 6 H 5) poli-stiren verir.Asetilen (CjHj) ise, vinil siyanüre, sonra da polimerleşme yoluyla bazı akrilik elyafları (Orlon) oluşturan vinil polisiyanüre dönüştürülebilir. Ayrıca vinü poliklorürde bazı ülkelerde önemli bir plastik madde olarak üretilir.

MOLEKÜL BİYOLOJİSİ

Son yirmi yıl içinde, plastik madde sanayisine koşut olarak, canlı maddedeki fiziksel-kimyasal tepkimelerin mekanizmalarım araştıran molekül biyolojisinin de geliştiği görüldü. Gerçekten de, canlı hücre içinde uzay ve zaman içinde titizlikle planlanmış tepkimelerin makromoleküller arasında (proteinler ve nükleik asitlerin durumu) yer aldığı açığa çıkarılabilmiştir.

Yorum yazın