Um pedaço de açúcar jogado na água desaparece depois de um tempo - fica invisível. Mas o que essas palavras familiares significam?
O sabor doce da água e o cheiro que se espalham por toda a sala dizem claramente que nem o açúcar nem as substâncias aromáticas da colônia desapareceram. O que aconteceu com o açúcar dissolvido e a colônia evaporada?
Questões semelhantes surgiram diante das pessoas assim que elas aprenderam a refletir sobre os fenômenos naturais que aconteciam à sua volta. O que acontece com um líquido quando evapora? Por que os sólidos se transformam em líquidos quando aquecidos e solidificam novamente quando resfriados? Como explicar que, quando aquecidos, os corpos se expandem, aumentam de volume? Tudo isso exigia uma resposta, ocupava a mente indagadora do homem. E já há muitos milhares de anos surgiu a ideia de que todas as substâncias consistem nas menores e, portanto, partículas invisíveis.
Dissolvendo-se, a substância se decompõe em partículas invisíveis, que são misturadas com as mesmas partículas invisíveis de água. Partículas de líquido saem de sua superfície e voam para longe, espalhando-se no espaço circundante - o líquido evapora. O mesmo acontece com qualquer líquido vaporizador.
Nos sólidos, as partículas estão firmemente interconectadas, mas sob a ação do calor, a ligação entre elas enfraquece e o sólido se transforma em líquido. Os corpos se expandem quando aquecidos porque aumenta a distância entre as partículas invisíveis das quais são compostas.A suposição de uma estrutura "granular" de substâncias tornou possível explicar muitos e muito diferentes fenômenos.
No começo, era apenas um palpite ousado. Naqueles dias, a ciência ainda estava em sua infância e não podia provar a existência de partículas invisíveis nem investigá-las. Mas séculos se passaram e o palpite se transformou em uma teoria científica estritamente fundamentada. Agora, a doutrina das partículas invisíveis é a base de todas as ciências da matéria. Os cientistas encontraram evidências completamente indiscutíveis da existência dessas partículas e desenvolveram formas engenhosas, precisas e confiáveis para estudá-las.
Assim, o açúcar jogado na água se divide em partículas invisíveis. Essas partículas são chamadas moléculas. As moléculas são muito pequenas. Medi-las com as medidas usuais de comprimento - centímetros ou milímetros - é o mesmo que medir a espessura do cabelo em quilômetros. No mundo das partículas invisíveis, suas unidades são aceitas. Essa medida de comprimento é chamada de Angstrom (pelo nome do cientista que a aplicou) e é designada como A. É igual a cem milionésimos de centímetro.
O número de moléculas, mesmo em um pequeno grão de matéria, é enorme. Imagine que você jogou um único grão de açúcar granulado no lago Baikal. Se agora você "mexe" completamente o lago para que as moléculas de açúcar sejam distribuídas uniformemente por todo o seu volume, em cada litro de água do Baikal haverá mais de duzentas moléculas de açúcar. E se as moléculas que compõem o mesmo minúsculo cristal pudessem ser distribuídas igualmente a todas as pessoas que vivem na Terra, cada uma teria dois bilhões de moléculas.
Por que as propriedades das substâncias são diferentes?
Conhecemos muitas substâncias diferentes: sal, giz, açúcar, água, cobre, ferro, álcool, vinagre e assim por diante. Distinguimos essas substâncias na aparência, sabor, cheiro e outros sinais, propriedades característicos. Surge a pergunta: por que as propriedades das substâncias são diferentes? Por que, por exemplo, o álcool é inflamável e a água não é combustível? Por que o açúcar é carbonizado quando aquecido, mas não o sal?
Se pudéssemos considerar as moléculas aumentadas dezenas de milhões de vezes, veríamos que as moléculas, por menores que sejam, são construídas, por sua vez, a partir de partículas ainda menores - átomos. Os átomos que compõem a molécula estão intimamente interconectados e organizados em uma ordem específica.
Compare uma molécula de água com uma molécula de açúcar
Uma molécula de água consiste em apenas três átomos e, em uma molécula de açúcar muito complexa, existem muito mais, os tamanhos dessas moléculas, seu peso, o arranjo mútuo de átomos neles são diferentes. Esta é a razão da diferença entre substâncias; suas propriedades são diferentes porque cada substância consiste em moléculas diferentes de todas as outras substâncias. E somente enquanto as moléculas da substância permanecerem inalteradas, até que sua estrutura mude, a substância permanecerá em si.
Quando dissolvemos o açúcar, o decompomos em moléculas separadas, mas não o destruímos, não danificamos as próprias moléculas e o açúcar permanece açúcar e mantém suas propriedades (por exemplo, sabor doce). Bem, e se você for mais longe e quebrar as moléculas? O que será do açúcar então?
Bem, isso pode ser feito!
Para fazer isso, apenas aqueça o açúcar. Derreterá, escurecerá e serão emitidos gases com odor desagradável, e em breve restará apenas um pouco de carvão poroso e leve do açúcar.Sob a influência da alta temperatura, as moléculas de açúcar se quebram e o açúcar se transforma em várias outras substâncias, cujas propriedades são completamente diferentes das do açúcar. Alguns deles voam para longe na forma de vapores e gases, enquanto outros permanecem na forma de um resíduo carbonáceo. A destruição de moléculas levou à destruição do açúcar, à sua transformação em outras substâncias.
As moléculas não são apenas grãos desprezíveis ou gotículas de uma substância que diferem de pedaços grandes e gotículas apenas em tamanho. Há uma diferença significativa entre o menor grão de uma substância, consistindo em apenas algumas moléculas, e uma molécula: um grão pode ser dividido em partes sem destruir a própria substância, isso não pode ser feito com uma molécula.
