3.3-What is a Molecule

3.3-What is a Molecule Important Formulae

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After successful completion of this topic, you should be able to:

  • Determine the number of atoms present in an element on the basis of their atomicity.
  • Apply the law of constant proportions to calculate the mass ratio of atoms in a molecule.

A molecule is formed when two or more atoms bond together. Molecules can be classified into two main types: molecules of elements and molecules of compounds.
3.3.1-Molecules of Elements
Molecules of elements consist of two or more identical atoms bonded together. Examples include:
  • Diatomic molecules: These consist of two atoms of the same element, such as oxygen (O$_2$) and nitrogen (N$_2$).
  • Polyatomic molecules: These contain more than two atoms of the same element, such as ozone (O$_3$).
These molecules exhibit specific properties based on the type of atoms and their arrangement.
3.3.2-Molecules of Compounds
Molecules of compounds are formed when two or more different atoms bond together. Compounds can be represented by their chemical formulas, which indicate the types and numbers of atoms involved. For example:
  • Water (H$_2$O) consists of two hydrogen atoms and one oxygen atom.
  • Carbon dioxide (CO$_2$) comprises one carbon atom and two oxygen atoms.
Compounds have distinct properties that differ from the individual elements that compose them. For instance, sodium (Na) is a highly reactive metal, while chlorine (Cl) is a toxic gas. However, when combined as sodium chloride ($NaCl$), they form table salt, which is safe for consumption.
3.3.3-What is an Ion?
An ion is an atom or molecule that has gained or lost one or more electrons, resulting in a net electric charge. Ions are classified into two types:
  • Cations: Positively charged ions formed when an atom loses electrons. For example, sodium (Na$^+$) becomes a cation by losing one electron.
  • Anions: Negatively charged ions formed when an atom gains electrons. For instance, chloride (Cl$^-$) becomes an anion by gaining one electron.
Ions play a crucial role in chemical reactions, particularly in the formation of ionic compounds. For example, when sodium reacts with chlorine, sodium loses an electron to become Na$^+$, while chlorine gains an electron to become Cl$^-$. The electrostatic attraction between these oppositely charged ions forms sodium chloride (NaCl), a classic example of an ionic compound.


SCB2024, CC0, via Wikimedia Commons

3.3 - What is a Molecule

एक मॉलिक्यूल दो या दो से अधिक परमाणुओं का समूह होता है जो रासायनिक बंधों द्वारा आपस में जुड़े होते हैं। मॉलिक्यूल का आकार और संरचना इस बात पर निर्भर करते हैं कि किस प्रकार के परमाणु जुड़ते हैं और किस प्रकार के बंधों का निर्माण होता है। एक मॉलिक्यूल की रासायनिक पहचान उसके परमाणु प्रकार और उनके बीच के बंधों पर निर्भर करती है।

मॉलिक्यूल दो प्रकार के होते हैं:

  • अणु (Molecule): जिसमें एक जैसे या भिन्न प्रकार के परमाणु होते हैं, उदाहरण के लिए, H2 (हाइड्रोजन मॉलिक्यूल), O2 (ऑक्सीजन मॉलिक्यूल), H2O (पानी का मॉलिक्यूल) आदि।
  • संयुग्म मॉलिक्यूल (Compound Molecule): इसमें अलग-अलग प्रकार के परमाणु होते हैं, जैसे NaCl (सोडियम क्लोराइड), CO2 (कार्बन डाइऑक्साइड) आदि।

एक मॉलिक्यूल के परमाणु रासायनिक बंधों से जुड़े होते हैं। रासायनिक बंधों में मुख्यतः दो प्रकार होते हैं:

  • कोवलेन्ट बंध (Covalent Bond): जब दो परमाणु अपने बाहरी इलेक्ट्रॉनों को साझा करते हैं, तो यह कोवलेन्ट बंध बनता है। जैसे H2 मॉलिक्यूल में हाइड्रोजन के दो परमाणु अपने इलेक्ट्रॉन साझा करते हैं।
  • आयनिक बंध (Ionic Bond): जब एक परमाणु दूसरे परमाणु से एक या अधिक इलेक्ट्रॉन प्राप्त करता है, तो यह आयनिक बंध बनता है। जैसे NaCl में सोडियम (Na) और क्लोरिन (Cl) परमाणु आपस में आयनिक बंध के द्वारा जुड़े होते हैं।

मॉलिक्यूल के रासायनिक गुण उसकी संरचना और उसके परमाणुओं के प्रकार पर निर्भर करते हैं। यदि एक मॉलिक्यूल में एक ही प्रकार के परमाणु होते हैं, तो उसे अणु कहा जाता है। अगर उसमें विभिन्न प्रकार के परमाणु होते हैं, तो उसे संयुग्म मॉलिक्यूल कहा जाता है।

कुछ सामान्य मॉलिक्यूल और उनके रासायनिक सूत्र निम्नलिखित हैं:

  • H2 (हाइड्रोजन मॉलिक्यूल)
  • O2 (ऑक्सीजन मॉलिक्यूल)
  • CO2 (कार्बन डाइऑक्साइड)
  • H2O (पानी)
  • NaCl (सोडियम क्लोराइड)

कोवलेन्ट बंध के दौरान, परमाणु अपने बाहरी इलेक्ट्रॉन को साझा करते हैं और इससे एक स्थिर संरचना बनती है। उदाहरण के लिए, H2 मॉलिक्यूल में दो हाइड्रोजन परमाणु अपने एक-एक इलेक्ट्रॉन को साझा करते हैं, जिससे दोनों परमाणु पूर्ण इलेक्ट्रॉनिक संरचना प्राप्त करते हैं।

आयनिक बंध में, एक परमाणु (जैसे Na) अपना एक इलेक्ट्रॉन क्लोरिन (Cl) को दे देता है, जिससे Na+ और Cl- आयन बनते हैं। ये आयन एक-दूसरे के प्रति आकर्षित होते हैं और एक स्थिर संयुग्म मॉलिक्यूल बनाते हैं, जैसे NaCl।

मॉलिक्यूल का आकार और उसकी स्थिरता इसके परमाणु संरचना और बंधों की प्रकृति पर निर्भर करते हैं। उदाहरण के लिए, CO2 मॉलिक्यूल में कार्बन और ऑक्सीजन के बीच डबल बंध होते हैं, जबकि H2 मॉलिक्यूल में हाइड्रोजन परमाणुओं के बीच सिंगल बंध होते हैं।

मॉलिक्यूल का सामान्य सूत्र उसके रासायनिक तत्वों की संख्या को दर्शाता है। उदाहरण के लिए, H2O का मतलब है कि पानी के मॉलिक्यूल में 2 हाइड्रोजन परमाणु और 1 ऑक्सीजन परमाणु होते हैं।

मॉलिक्यूल के प्रकारों और संरचनाओं के अध्ययन से हमें रसायन विज्ञान के कई महत्वपूर्ण पहलुओं को समझने में मदद मिलती है, जैसे कि रासायनिक प्रतिक्रियाएं और पदार्थों की विशेषताएं।