What is the shape of a molecule? - George Zaidan and Charles Morton

Ce formă are molecula? - George Zaidan şi Charles Morton

Traducător: Doina Zamfirescu Corector: Ariana Bleau Lugo

What is the shape of a molecule?

Ce formă are o moleculă?

Well, a molecule is mostly empty space.

De fapt este mai mult goală.

Almost all of its mass is concentrated

Aproape toată masa este concentrată

in the extremely dense nuclei of its atoms.

în extrem de denşii nuclei ai atomilor săi.

And its electrons,

Iar electronii săi,

which determine how the atoms

care determină modul cum atomii

are bonded to each other,

sunt legaţi unii cu alţii,

are more like clouds of negative charge

sunt mai mult nori încărcaţi cu sarcini negative

than individual, discrete particles.

decât particule individuale, discrete.

So, a molecule doesn't have a shape

Deci, o moleculă nu are o formă

in the same way that, for example,

în acelaşi sens în care, de exemplu,

a statue has a shape.

o statuie are o formă.

But for every molecule,

Dar pentru fiecare moleculă,

there's at least one way

există cel puţin o cale

to arrange the nuclei and electrons

de a aranja nucleii şi elctronii

so as to maximize the attraction

pentru a maximiza atracţia

of opposite charges

sarcinilor opuse

and minimize the repulsion

şi a minimiza respingerea

of like charges.

sarcinilor asemănătoare.

Now, let's assume that the only electrons

Să presupunem că singurii electroni

that matter to a molecule's shape

care contează la forma unei molecule

are the outermost ones from each participating atom.

sunt cei periferici fiecărui atom participant.

And let's also assume

Şi să presupunem

that the electron clouds in between atoms,

că norul de electroni dintre atomi,

in other words, a molecule's bonds,

adică legăturile moleculare,

are shaped kind of like sausages.

au forma unor cârnaţi.

Remember that nuclei are positively charged

Ştiţi că nucleele sunt încărcate pozitiv

and electrons are negatively charged,

şi electronii sunt negativi

and if all of a molecule's nuclei

şi dacă nucleele moleculei

were bunched up together

sunt legate împreună

or all of its electrons were bunched up together,

sau toţi electronii sunt adunaţi împreună,

they would just repel each other and fly apart,

ei s-ar respinge şi s-ar îndepărta

and that doesn't help anyone.

şi asta nu ajută pe nimeni.

In 1776, Alessandro Volta,

În 1776, Alessandro Volta,

decades before he would eventually invent batteries,

cu mult înainte de a inventa bateriile,

discovered methane.

a descoperit metanul.

Now, the chemical formula of methane is CH4.

Formula metanului este CH4.

And this formula tells us

Şi ea ne spune

that every molecule of methane

că fiecare moleculă de metan

is made up of one carbon and four hydrogen atoms,

este făcută dintr-un carbon şi patru atomi de hidrogen,

but it doesn't tell us what's bonded to what

dar nu ne spune cum sunt legaţi

or how they atoms are arranged in 3D space.

sau sunt aranjaţi atomii săi în 3D.

From their electron configurations,

Din configuraţia lor electronică,

we know that carbon can bond

ştim că atomul de carbon se poate lega

with up to four other atoms

cu până la patru alţi atomi

and that each hydrogen can only bond

şi că fiecare hidrogen se poate lega

with one other atom.

cu doar un atom.

So, we can guess

Putem deci, ghici

that the carbon should be the central atom

că atomul de carbon ar trebui să fie atomul central

bonded to all the hydrogens.

legat cu cei de hidrogen.

Now, each bond represents

Fiecare legătură reprezintă

the sharing of two electrons

folosirea în comun a doi electroni

and we draw each shared pair of electrons as a line.

şi am desenat fiecare pereche de electroni ca o linie.

So, now we have a flat representation

Deci, acum avem o reprezentare plană

of this molecule,

a acestei molecule,

but how would it look in three dimensions?

dar cum arată în trei dimensiuni?

We can reasonably say

Putem spune că

that because each of these bonds

din cauza fiecărei legături

is a region of negative electric charge

există o regiune încărcată negativ

and like charges repel each other,

şi aşa cum sarcinile se resping una pe alta,

the most favorable configuration of atoms

cea mai favorabilă configuraţie de atomi

would maximize the distance between bonds.

va maximiza distanţa dintre legături.

And to get all the bonds

Şi pentru a avea toate legăturile

as far away from each other as possible,

cât mai departe posibil una de alta,

the optimal shape is this.

forma optimă este asta.

This is called a tetrahedron.

Este numit tetraedru.

Now, depending on the different atoms involved,

În funcţie de atomii implicaţi,

you can actually get lots of different shapes.

puteţi avea diferite forme.

Ammonia, or NH3, is shaped like a pyramid.

Amoniacul sau NH3 are formă de piramidă.

Carbon dioxide, or CO2, is a straight line.

Dioxidul de carbon, CO2 este o linie dreaptă.

Water, H2O, is bent like your elbow would be bent.

Apa, H2O este îndoită la fel ca un cot.

And chlorine trifluoride, or ClF3,

Şi triflorura de clor, sau CIF3,

is shaped like the letter T.

are forma literi T.

Remember that what we've been doing here

Noi aici

is expanding on our model of atoms and electrons

extindem modelul nostru de atomi şi electroni

to build up to 3D shapes.

pentru a construi forme 3 D.

We'd have to do experiments

Trebuie să facem experimente

to figure out if these molecules

pentru a a vedea dacă aceste molecule

actually do have the shapes we predict.

au o formă pe care să o prezicem.

Spoiler alert:

Altenţie :

most of the do, but some of them don't.

multe dintre ele da, dar altele nu.

Now, shapes get more complicated

Formele devin mai complicate

as you increase the number of atoms.

pe măsură ce creşte numărul de atomi.

All the examples we just talked about

Toate exemplele despre care am vorbit

had one obviously central atom,

au un atom central,

but most molecules,

dar multe molecule,

from relatively small pharmaceuticals

de la medicmentele cu formule relativ mici

all the way up to long polymers

pănă la polimerii lungi

like DNA or proteins, don't.

ca ADN-ul sau proteinele, nu au.

The key thing to remember

Lucrul de reţinut

is that bonded atoms will arrange themselves

este că legăturile atomilor se vor aranja

to maximize the attraction between opposite charges

pentru a maximiza atracţia dintre sarcinile opuse

and minimize the repulsion between like charges.

şi minimiza respingerea dintre aceleaşi sarcini.

Some molecules even have two or more

Unele molecule au chiar două sau mai multe

stable arrangements of atoms,

aranjamente stabile de atomi,

and we can actually get really cool chemistry

şi putem face chimie

from the switches between those configurations,

de la switch-urile dintre aceste configuraţii,

even when the composition of that molecule,

chiar când compoziţia acelei molecule,

that's to say the number and identity of its atoms,

să spunem numărul şi identitatea atomilor săi,

has not changed at all.

nu s-au schimbat.