Moleculen en verbindingen

Wanneer atomen samenkomen om ionische of covalente bindingen te vormen, vormen ze stabiele verbindingen die de eigenschappen van elk van beide atomen afzonderlijk veranderen. Deze nieuwe moleculen vertonen unieke opkomende eigenschappen. Een molecuul bestaat wanneer twee of meer atomen bij elkaar komen door chemische bindingen te vormen. Een enkel molecuul kan zo klein zijn als slechts twee atomen, zoals de zuurstof die we inademen, of zo groot als 5 sextiljoen (5 met 21 nullen erachter!) koolstofatomen, zoals een 1⁄2 karaat diamant in een verlovingsring.

Wanneer atomen van ten minste twee verschillende elementen samenkomen om chemische bindingen te vormen, kunnen deze moleculen verbindingen worden genoemd. Natriumchloride (NaCl) is een klassiek voorbeeld van een ionische verbinding, of verbinding gevormd door ionische bindingen. Water (H2O) wordt vaak een moleculaire verbinding genoemd, maar wordt ook wel een covalente verbinding genoemd omdat het een verbinding is die gevormd wordt door covalente bindingen. Hoewel minder gebruikelijk, verwijzen sommige biologieboeken naar moleculaire verbindingen als moleculen, en nemen ze ionische verbindingen niet op in de term molecule. Voor de duidelijkheid zullen we de meer gebruikelijke definitie van molecuul gebruiken, die alle soorten verbindingen omvat, evenals moleculen gevormd door atomen van een enkel element, zoals de voorbeelden van moleculair zuurstof en moleculair koolstof (diamanten).

Alle moleculen kunnen worden geschreven als een lijst van de atomen die ze vormen. We schrijven NaCl voor de molecuulformule van tafelzout, dat wordt gevormd door een ionische binding tussen natrium (Na) en chloor (Cl). Moleculaire formules worden ook gebruikt voor covalente moleculen zoals water (H2O). Wanneer er meer dan één atoom van een bepaald element in één molecuul zit, gebruiken we een subscriptnummer rechts van het atoomsymbool om aan te geven hoeveel atomen van dat element in elk molecuul aanwezig zijn. Bijvoorbeeld, de molecuulformule voor water (H2O) geeft aan dat er twee waterstofatomen en één zuurstofatoom in elk afzonderlijk molecuul aanwezig zijn. Zoals dit voorbeeld ook laat zien, worden de atomen in een molecuulformule niet altijd geschreven in de volgorde van hun bindingen. De structuurformule voor water is H-O-H, maar wanneer we de molecuulformule schrijven, combineren we voor de eenvoud de waterstofatomen tot een enkele vermelding, H2O.