10 Características de las
Moléculas

Te explicamos qué son las moléculas, cómo se forman, cómo se clasifican y sus características principales.

molecula
La molécula es el segmento más pequeño en que puede dividirse una sustancia.

¿Qué son las moléculas?

Se denomina molécula a un conjunto estructurado e interrelacionado de átomos de igual o distinta naturaleza, es decir, de un mismo elemento o de muchos diferentes, en una proporción siempre fija.

Estos conjuntos se forman gracias a fuerzas de atracción llamadas enlaces químicos que generalmente construyen conjuntos estables y eléctricamente neutros de átomos.

Así, una molécula es el segmento más pequeño en que puede dividirse una sustancia química sin correr riesgo de desnaturalizarla, esto es, sin hacer que pierda sus propiedades físicas y químicas específicas.

Es decir, las propiedades de una sustancia específica las presentan también las moléculas en que podemos dividirlo.

Por lo tanto, de la estructura de las moléculas de una sustancia y del grado de unión o juntura que exista entre ellas, dependerá si se trata de un sólido (poca separación entre las moléculas), un líquido (separación mediana, flexible) o un gas (mucha separación).

Ver también: Materia

Características de las moléculas

  1. Moléculas de la materia

La mayoría de las sustancias con las que interactuamos a diario están compuestas por moléculas, esto es, por uniones fuertes entre átomos de diverso tipo.

Esto se aplica para todas las sustancias orgánicas.

Las sustancias orgánicas componen nuestros cuerpos, los gases de la atmósfera, el agua de los océanos y los tejidos de las plantas, así como muchas de sus sustancias derivadas.

Sin embargo, existen también sustancias inorgánicas que están constituidos por celdas unitarias y repetidas de átomos enlazados, sin que pueda observarse en ellos ningún tipo de molécula.

Entre ellos se encuentran los minerales que conforman la Tierra, los cristales iónicos (sales) o covalentes y otros materiales semejantes (como el vidrio o los metales sólidos). Es decir que no puede hablarse como tal de una molécula de vidrio, ni de hierro, ni de aluminio.

  1. ¿Cómo fueron descubiertas?

La idea de que la materia esté compuesta de partículas invisibles unidas entre sí es tan vieja como la Antigua Grecia, cuando el filósofo Demócrito la propuso.

Sin embargo, la hipótesis atómica en términos científicos se propuso apenas en 1803, cuando el químico inglés John Dalton comprobó que la materia se formaría a partir de uniones estables de átomos llamadas moléculas.

La naturaleza de los átomos y de dichas moléculas fue explorada con mayor profundidad por científicos posteriores como Thompson y Rutherford, quienes sentaron las bases para la química contemporánea.

  1. Tipos

molecula polar agua
La molécula de agua tiene un polo positivo (azul) y uno negativo (rojo).

Las moléculas se pueden clasificar de acuerdo a dos criterios. En primer lugar, según la complejidad de su constitución se clasifican en:

  • Moléculas discretas. Tienen un número definido de átomos, ya sea de distintos elementos o del mismo, y pueden clasificarse a su vez conforme a la cantidad de átomos de su estructura. Tenemos así moléculas monoatómicas (un tipo de átomo), diatómicas (dos tipos), tricotómicas (tres tipos), tetralógicas (cuatro tipos), etc.
  • Macromoléculas o polímeros. Se trata de cadenas moleculares de gran tamaño, compuestas por repeticiones de moléculas más simples, unidas entre sí para lograr secuencias extensas y complejas, con propiedades nuevas y específicas. Estas macromoléculas son clave para el desarrollo de la química de la vida.

En segundo lugar, según su tendencia hacia la estabilidad o inestabilidad electromagnética, se clasifican en:

  • Moléculas polares. Aquellas dotadas de algún grado de carga eléctrica, lo cual genera una desigualdad en la atracción de la nube de electrones alrededor de los núcleos de los átomos enlazados. En estas moléculas los electrones tienden a orbitar más a los núcleos con mayor carga, haciendo que el conjunto se cargue eléctricamente, como una batería (dipolo) con sus respectivos polos positivo y negativo.
  • Moléculas apolares. Aquellas cuyos átomos tienen una idéntica electronegatividad, sin desigualdades respecto a la atracción de los electrones por los núcleos atómicos, y por lo tanto conservan una carga neutra, sin polos.
  1. Partes

molecula adn
Las macromoléculas, como el ADN, pueden dividirse en “grupos”.

Las moléculas, en principio, no son más que la unión de dos o más átomos, por lo que no poseen muchas partes diferenciadas, excepto el núcleo de cada átomo (compuesto por un número variable de protones y neutrones, dependiendo del elemento) y la nube de electrones que los orbita.

En el caso de las grandes macromoléculas orgánicas, es posible dividir sus extensas cadenas en una serie determinada de moléculas más simples, conocidas como grupos, y que presentan a su vez un número fijo de átomos dispuestos de una misma manera.

Dichos grupos pueden tener nombres propios y ser estudiados aparte, ya que poseen propiedades específicas que suman a las generales de la macromolécula.

  1. Propiedades

Dependiendo de los átomos que las conformen, las moléculas podrán tener unas u otras propiedades.

Una de esas propiedades es la polaridad: la presencia de un desnivel en las cargas electromagnéticas de los átomos, otorgándole a la molécula propiedades eléctricas puntuales: atraer o rechazar otros tipos de molécula, por ejemplo.

Así, las moléculas poseen una capacidad de reacción determinada por sus componentes, según la cual podrá formar parte de un todo organizado mucho mayor, o podrá intercambiar componentes con otras moléculas, en lo que se conoce como una reacción química.

Dichas reacciones pueden construir, destruir o modificar permanentemente las moléculas, generando nuevas sustancias más complejas o más simples. Es raro que una molécula no reaccione con otras; ello suele darse sólo en el caso de los gases nobles y otras sustancias inertes.

Pero las propiedades de las moléculas no sólo dependen de la cantidad de átomos que presenten, sino también del modelo tridimensional de uniones y estructuras que las conforme.

Es decir, dos moléculas distintas pueden tener el mismo exacto número de átomos del mismo tipo, dispuestos en los mismos enlaces, pero articulados tridimensionalmente de un modo distinto, constituyendo así sustancias enteramente distintas.

A este fenómeno se le conoce como isomería, y a dos moléculas que se distinguen de este modo se les denomina isómeros.

  1. Enlaces intermoleculares

molecula puente de hidrogeno
El enlace de hidrógeno es un dipolo especialmente fuerte.

Los enlaces intermoleculares son los métodos con que dos moléculas o más se juntan en una sola de mayor tamaño y complejidad. Estos enlaces pueden ser de diverso tipo:

  • Dipolo permanente a dipolo permanente. Se dan debido a la atracción electromagnética entre dos moléculas polares.
  • Enlaces de hidrógeno. Un tipo de dipolo especialmente fuerte, en que un átomo de hidrógeno es compartido por dos moléculas (donante y receptor) en un enlace de tres centros y dos electrones (3-c 2-e).
  • Dipolo instantáneo a dipolo inducido. Llamados “Fuerzas de London”, son más débiles y tienen lugar entre todas las sustancias químicas, cuando su nube electrónica se desbalancea temporalmente hacia un extremo de la molécula, pudiendo así atraer o rechazar las nubes electrónicas de otras moléculas cercanas, transformándolas por inducción en un dipolo momentáneo.
  1. Iones

Las moléculas y los iones poliatómicos se diferencian en que estos últimos constituyen unidades químicas cargadas eléctricamente, producto de reacciones químicas de ácidos y bases, en las que se pierde o se gana electrones.

Dicha pérdida o ganancia hace que los iones posean una carga eléctrica permanente positiva (cationes) o negativa (aniones), que los hace reactivos de un modo muy distinto al de las moléculas.

  1. Estabilidad molecular

La estabilidad química de las moléculas tiene que ver con los niveles de energía contenidos en ella, en la forma de enlaces químicos.

Dependiendo del tipo de reacción que lo forme, un enlace puede consumir o liberar energía al formarse, y de dicho potencial energético dependerá el grado de estabilidad de la molécula resultante: a mayor energía, menor estabilidad y mayor reactividad.

Es por eso que las moléculas poseen mayor estabilidad que sus átomos por separado, pero menores niveles de energía. Y esa es también la razón por la cual los átomos tienden a juntarse con otros en moléculas.

  1. Diferencias entre átomo y molécula

Como se ha dicho, las moléculas están formadas por átomos y enlazados entre sí, de modo que estos últimos son mucho más pequeños y sencillos que aquéllas.

Las moléculas más grandes están formadas por moléculas más simples y diminutas, que pasan a convertirse en partes o “grupos”.

Por eso la mayoría de las moléculas pueden someterse a diversos procedimientos de ruptura (lisis) de enlaces químicos, para obtener así moléculas más simples (de ser posible) o elementos químicos puros, es decir: átomos.

  1. Ejemplos

Algunos ejemplos de moléculas comunes son:

  • Hidrógeno: H2
  • Ácido clorhídrico: HCl
  • Dióxido de carbono: CO2
  • Ácido sulfúrico: H2SO4
  • Etanol: C2H5OH
  • Cloruro de sodio: NaCl
  • Ácido fosfórico: H3PO4
  • Cloroformo: CHCl3
  • Glucosa: C6H12O6
  • Sacarosa: C12H22O11
  • Acetona: C3H6O
  • Celulosa: C6H10O5
  • Nitrato de plata: AgNO3
  • Amoníaco: NH3

Referencias:

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Enciclopedia de Características (2017). "Moléculas". Recuperado de: https://www.caracteristicas.co/moleculas/