As 5 diferenças entre átomos e moléculas - Médico - 2023

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Matéria é tudo o que tem massa e ocupa um volume no espaço. E desde o nível subatômico até a observação do Universo como um todo, a matéria do Cosmos está organizada em diferentes níveis intimamente relacionados entre si.

Por muito tempo, acreditamos que os átomos eram as menores unidades da matéria, pois eram considerados indivisíveis e extremamente pequenos. Na verdade, um único grão de areia é composto por mais de 2 milhões de átomos. O mesmo número de galáxias que existem no Universo.

E embora tenhamos descoberto que havia um nível inferior (o subatômico), esse nível de partículas subatômicas era governado por diferentes regras do jogo: as leis da mecânica quântica. Por isso, os átomos, apesar de não serem o nível mais baixo de organização da matéria, são a unidade básica da matéria.

Mas, Que relação esses átomos têm com as moléculas? Eles são sinônimos? Qual a diferença entre eles? Se você deseja encontrar respostas para essas e muitas outras perguntas sobre a natureza atômica e molecular do Universo, você veio ao lugar certo. No artigo de hoje, veremos as principais diferenças entre átomos e moléculas.

Recomendamos que você leia: "Os 19 níveis de organização do assunto"

O que são átomos? E as moléculas?

Antes de aprofundar a análise de suas diferenças na forma de pontos-chave, é interessante (e também importante) entender exatamente o que são átomos e moléculas. Portanto, vamos explorar a natureza desses dois níveis de organização da matéria que estão tão relacionados, mas ao mesmo tempo tão diferentes.

Atom: o que é?

Um átomo é a menor unidade na qual se pode obter matéria estável, mantendo as propriedades químicas do elemento químico em questão.. Em outras palavras, os átomos são cada uma das peças que compõem o quebra-cabeça das moléculas. E aqui já estamos vendo a relação entre eles.

Todos nós vimos a famosa tabela periódica dos elementos químicos.Nele aparecem e estão dispostos os (por enquanto) 118 elementos descobertos, que são, em essência, cada um dos ingredientes da matéria conhecida no Universo.

Tudo o que existe é uma combinação desses elementos. Cada elemento possui propriedades exclusivas e interage com outros elementos de maneira única. Mas o que os átomos têm a ver com isso? Bem, basicamente tudo.

E é que um elemento químico é um átomo com um número específico de prótons. Ou seja, dependendo da quantidade de prótons do núcleo atômico, teremos um ou outro elemento. Assim, o hidrogênio, o elemento mais leve e abundante do Cosmos, possui apenas um próton em seu núcleo. Se o átomo tiver 6 prótons, estamos lidando com carbono. E o mesmo acontece com os 118 elementos.

Um átomo, então, é uma estrutura que está no limite do mundo quântico com um núcleo que representa apenas um milésimo de seu tamanho total, mas que abriga 99,99% de sua massa. Esse núcleo é formado por dois tipos de partículas subatômicas: prótons e nêutrons.

Prótons são partículas subatômicas compostas (feitas de três quarks, que são partículas subatômicas elementares) com carga positiva e massa 2.000 vezes maior que a do elétron. O número de prótons determina o elemento químico. E, em condições normais, o número de prótons é igual ao dos nêutrons, as outras partículas subatômicas do núcleo atômico e que são semelhantes aos prótons, com a particularidade de não possuírem carga elétrica. Prótons e nêutrons estão presos juntos por meio de uma forte força nuclear.

E ao redor desse núcleo, temos os elétrons. Algumas partículas subatômicas elementares que orbitam em torno de prótons e nêutrons seguindo órbitas indefinidas, mas são governadas pelos princípios malucos da física quântica. Um elétron está, simultaneamente, em todos os lugares onde pode estar.

De qualquer forma, os elétrons são partículas 2.000 vezes menores do que os prótons que têm carga negativa e estão ligados ao núcleo por meio da força eletromagnética (cem vezes menos intensa do que a força nuclear forte). Imagine um átomo como algo do tamanho de um campo de futebol. Bem, o núcleo seria uma bola de tênis no centro do campo e os elétrons, a cabeça de um alfinete em um canto. 99,99999% do átomo está vazio.

Para saber mais: "As 3 partes de um átomo (e suas características)"

Molécula: o que é?

As moléculas são organizações de átomos. É um nível superior de organização da matéria em que cada molécula possui propriedades únicas que surgem das características dos diferentes átomos que a constituem e, portanto, dos elementos químicos que a constituem.

Em outras palavras, uma molécula é um agrupamento definido e ordenado de átomos que constitui a menor unidade de uma substância pura capaz de preservar suas propriedades. Existem moléculas constituídas por um único átomo (como o hélio), mas o mais comum é que são combinações de dois (como hidrogênio H2) de três (H2O), de quatro (NH3), de cinco (CH4), etc.

A variedade de moléculas no Universo é simplesmente inimaginável. Existem bilhões de moléculas diferentes, assim como existem maneiras quase infinitas (isto é) pelas quais os átomos podem se unir e formar ligações estáveis. Água, por exemplo, é uma molécula que nasce da união, por meio de uma ligação covalente (o tipo de ligação mais forte que existe), de dois átomos de hidrogênio e um de oxigênio.

Quando essas moléculas são feitas de átomos de pelo menos dois elementos químicos diferentes, falamos de um composto. E se, além disso, um desses elementos é o carbono, estamos falando de uma molécula orgânica. Se não tiver carbono, é uma molécula inorgânica.

Posteriormente, essas moléculas podem se organizar para dar origem a macromoléculas (como DNA ou proteínas) necessárias à existência dos seres vivos. E essas macromoléculas se organizam para dar células. E as células para dar tecidos. E os tecidos, para dar órgãos. E assim por diante.

Resumindo e de forma mais técnica, uma molécula é um grupo eletricamente neutro, um nível suficientemente estável de organização da matéria que surge da união de pelo menos dois átomos ligados entre si por fortes ligações químicas.

Como um átomo é diferente de uma molécula?

Depois de analisar os dois conceitos individualmente, certamente as diferenças entre átomos e moléculas se tornaram mais do que claras. De qualquer forma, caso deseje informações mais visuais, preparamos uma seleção das principais diferenças entre eles na forma de pontos-chave.

1. O atômico é um nível inferior de organização da matéria

O nível mais baixo de organização da matéria é o nível subatômico. Depois disso, encontramos o nível atômico. E depois disso vem o nível molecular. Como podemos ver, enquanto o nível dos átomos é o segundo dos 19 níveis de organização da matéria, o molecular é o terceiro. O átomo é um nível mais profundo de estruturação da matéria. E é que, mais do que tudo, os átomos são, como vimos, a menor unidade na qual a matéria estável pode ser obtida.

2. As moléculas são o resultado da união de átomos

Provavelmente a diferença mais importante. Os átomos são átomos; enquanto as moléculas são conjuntos de átomos. Os átomos são o resultado da união, por meio da força nuclear forte, de prótons e nêutrons em um núcleo e de, por meio da força eletromagnética, elétrons orbitando ao redor desse núcleo.

As moléculas, por outro lado, são grupos estáveis de pelo menos dois átomos ligados entre si por meio de fortes ligações químicas. Nesse sentido, a principal diferença entre os dois conceitos é que as moléculas são feitas de átomos e os átomos são feitos de partículas subatômicas.

Recomendamos que você leia: "Os 8 tipos de partículas subatômicas (e suas características)"

3. As moléculas são maiores que os átomos

Uma diferença técnica muito pequena, mas que certamente o ajudará a entendê-la. E é que as moléculas, sendo o resultado da união de átomos, são, logicamente, maiores do que esses átomos. O césio (número atômico 55) é o elemento químico cujos átomos são maiores. Os átomos de césio têm 343 picômetros de tamanho (PM). Um picômetro é igual a um bilionésimo (um milhão de milhões) de um metro.

Em vez disso, a maior molécula já sintetizada (PG5) tem 10 nanômetros de tamanho. Um nanômetro é um bilionésimo de um metro. A diferença é, embora possa não parecer, abismal.

4. A diversidade dos átomos é menor do que a das moléculas

Na verdade, de diferentes átomos, existem apenas 118. Quais são os elementos químicos da tabela periódica. Agora, esses 118 elementos químicos diferentes, por serem capazes de se combinarem de maneiras muito diferentes, permitem que a diversidade de moléculas seja imensa. Sea acredita que a diversidade de moléculas pode ser da ordem de 160 bilhões, embora todas sejam estimativas. Temos cerca de 90 milhões de moléculas diferentes registradas.

5. Nas moléculas existem ligações químicas; nos átomos, não

E, finalmente, uma diferença muito importante. Embora as moléculas sejam o resultado da ligação de átomos por meio de ligações químicas (como ligações covalentes), os componentes dos átomos não se ligam entre si por meio de ligações. Prótons, nêutrons e elétrons não estabelecem ligações, mas são mantidos juntos por duas das quatro forças fundamentais (eletromagnetismo e força nuclear forte). Quer dizer, a coesão nas moléculas se deve a ligações químicas; coesão em átomos, a forças elementais.