زمانی که دانش‌آموزان با مفهوم مولکول و عنصر آشنا می‌شوند، ممکن است در ابتدای راه با مشکلاتی روبرو باشند. به طور مثال زمانی که صحبت از مولکول اکسیژن یا نیتروژن شود، به اشتباه این مولکول را با اتم اکسیژن یا نیتروژن به اشتباه بگیرند. برای درک این موضوع باید بدانیم عنصر مولکولی چیست تا درک بهتری از سوالات شیمی داشته باشیم. عنصر مولکولی به موادی می‌گویند که حداقل شامل دو اتم از یک عنصر شیمیایی باشند. این دو اتم، به کمک پیوند شیمیایی به یکدیگر متصل شده‌اند. به طور مثال، هیدروژن (H2) را می‌توان به عنوان یک عنصر مولکولی در نظر گرفت. در این مطلب به زبان ساده به بیان این مفهوم می‌پردازیم.
عنصر مولکولی به مواد شیمیایی می‌گویند که در آن‌ها، حداقل دو اتم از یک عنصر شیمیایی با یکدیگر پیوند داشته باشند. تعریف «عنصر مولکولی» (Molecular Element) را نباید با «ترکیب شیمیایی» (Chemical Compound) اشتباه گرفت زیرا ترکیب شیمیایی شامل دو یا چند اتم از عنصرهای شیمیایی مختلف است.
نام ۷ عنصر مولکولی چیست ؟
در جدول زیر، نام ۷ عنصر مولکولی به همراه فرمول شیمیایی آن‌ها آورده شده است. در حقیقت، این مواد شیمیایی، مولکول‌هایی دواتمی به شمار می‌آیند.
در تصویر زیر می‌توانید ۷ عنصر مولکولی را در جدول تناوبی عناصر مشاهده کنید. البته در جدول زیر، بیشتر، مولکول‌های دواتمی دیده می‌شوند. مولکول‌های فسفر، گوگرد و سلنیوم را نیز می‌توان در دسته مولکول‌های چنداتمی قرار داد.
با توجه به اینکه بحث‌های مربوط به انواع عنصر و اتم‌ها در مقطع هفتم و هشتم تحصیلی بررسی می‌شوند، «فرادرس» اقدام به انتشار فیلم آموزش علوم تجربی - پایه هفتم کرده که لینک آن در ادامه آورده شده است.
فرق بین عنصر اتمی و عنصر مولکولی را باید در تعریف آن‌ها جستجو کرد. به بیان ساده، عنصر اتمی به ذره‌ای شیمیایی می‌گویند که به شکل مستقل و جداگانه‌ای وجود داشته باشد اما عنصر مولکولی به ماده‌ای گفته میشود که شامل دو یا چند اتم از یک عنصر باشد.
در جدول زیر، فرق بین عنصر مولکولی و اتمی آورده شده است.
عنصر اتمی
عنصر مولکولی
تعریف
ذره شیمیایی که می‌تواند به صورت اتمی مجزا وجود داشته باشد.
ذراتی شیمیایی که شامل پیوند حداقل دو اتم یکسان باشند.
پایداری اتم‌ها
در حالت مجزا، پایدار هستند.
در حالت مجزا، به شدت واکنش‌پذیر هستند.
فرمول شیمیایی
فرمول شیمیایی آن‌ها شامل هیچ عددی نیست.
فرمول شیمیایی آن‌ها شامل عدد است.
مثال
گازهای نجیب
عنصرهایاتمی،موادشیمیاییبسیارپایداریهستندکهماآن‌هارابانامگازهاینجیبنیزمی‌شناسیم.بنابراین،امکانحضورآن‌هابهصورتاتم‌هایمجزانیزوجوددارد.درمقابل،عنصرمولکولیبهترکیب‌هایشیمیاییمی‌گویندکهدرآن‌هاحداقلدواتمازیکترکیبشیمیاییوجودداشتهباشد.ایناتم‌هانیزهمان‌طورکهگفتهشدازطریقپیوندشیمیاییبهیکدیگرمتصلشده‌اند.مطلبپیشنهادی:عنصراتمیچیست؟—بهزبانسادهشروعمطالعهبحثدرموردعنصرمولکولیتااینجابهخوبیمیدانیمکهعنصرمولکولیچیستوچهتفاوتیباعنصراتمیدارد.درادامهوبرایدرکبیشتر،توضیحاتکامل‌تریدراینرابطهدادهمی‌شود.موادگوناگونیدرطبیعتبهصورتپیوندهایحاصلازدویاچنداتممشابهوجوددارند.قدرتاینپیوندهابهگونه‌ایاستکهمادهحاصل،رفتاریهمچونیکجزءمجزادارد.بهاینموادحاصلازترکیبچنداتم،مولکولمی‌گویند.درتعریفساده،<b>بهکوچکترینبخشازیکمادهکهخواصفیزیکیوشیمیاییآنمادهراداشتهباشد،مولکولمی‌گویند</b>.دربرخیموارد،یکمولکولبایکاتممشابهاست.بااینوجود،مولکولبهطورمعمولازچنداتمتشکیلمی‌شود.بهطورطبیعی،برخیازعنصرهابهصورتمولکولوجوددارندکهازنمونه‌هایآن،همچونجدولبالامی‌توانبههیدروژنواکسیژناشارهکردکهبهصورتمولکول‌هایدو‌اتمیوجوددارند.همانندهرمولکولدیگری،برایمشخصشدنتعدادونوعاتمی‌هایموجوددراینعنصرهامی‌توانازفرمولمولکولیاستفادهکرد.بهطورمثال،فرمولمولکولیبرایهیدروژنِعنصریبهصورتH_2نمایشدادهمی‌شودکهدرآن،Hنمادهیدروژناستوزیروند۲بیانمی‌کندکهدواتمازاینعنصردرمولکولوجوددارد.دراینمطلب،دیدیدمکهعنصرهایدواتمیدیگریهموجوددارند.البتهبهغیرازموارداشارهشدهدرجدولبالا،عنصرهایدیگرینیزبهصورتمولکولوجوددارند.بهطورمثال،گوگردمعمولابهصورتمولکولیباهشتاتم(S_8)وجوددارد.همچنین،فسفرنیزبهصورت<b>مولکولچهاراتمی</b>(P_4)درطبیعتیافتمی‌شود.درتصویربالا،نوعیازنحوهنمایشمولکول‌هارامشاهدهمی‌کنید.هریکازاتم‌هابااستفادهازکرهیاگلوله‌هایکوچکینشاندادهشده‌اند.اتصالاتم‌هابهیکدیگرنیزبهکمکمیله‌هایینشاندادهشدهاست.درحقیقت،اینمیله‌هانشان‌دهندهپیوندشیمیاییبیناتم‌هااست.برایآشناییبیشترباپیوندهایشیمیایی،مطالعهمطالبزیرپیشنهادمی‌‌شود.پیوندکووالانسی—بهزبانسادهپیوندیونی—بهزبانسادهپیوندهیدروژنی–بهزبانسادهپیوندفلزی—بهزبانسادهپیوندداتیو—بهزبانسادهعنصرمولکولیهشتاتمیهمانطورکهپیش‌ترهمگفتهشد،گوگرددرطبیعتبهصورتهشت‌اتمییافتمی‌شودوبنابراین،می‌توانازآنبهعنوانعنصرمولکولیهشتاتمینامبرد.جمع‌بندیدراینآموزشیادگرفتیمکهعنصرمولکولیچیستچهتفاوتیباعنصراتمیدارد.اینبحثازآنجاییاهمیتداردکهبسیاریازدانش‌آموزان،زمانیکهمحاسباتاستوکیومتریراشروعمی‌کنند،بهجایاستفادهدرستازضرایبصحیحاستوکیومتری،بهاشتباهعدددیگریرابرایآن‌هادرنظرمی‌گیرند.بهطورمثال،ممکناستدرصورتِسوالی،واژه«اکسیژن»آوردهشدهباشدودانش‌آموزبدوندرنظرگرفتنO_2ازO$$ در محاسبات کمک بگیرد.
اگر این مطلب برای شما مفید بوده است، آموزش‌ها و مطالب زیر نیز به شما پیشنهاد می‌شوند:
«سهیل بحرکاظمی» دانش‌آموخته کارشناسی ارشد رشته مهندسی نفت از دانشگاه علوم و تحقیقات تهران است. به عکاسی و شیمی آلی علاقه دارد و تا امروز تولید مطالب متنوعی از مجله فرادرس را در حوزه‌های شیمی، هنر و بازاریابی به عهده داشته است. او اکنون به عنوان دبیر ارشد مجله علمی-آموزشی فرادرس فعالیت می‌کند.
۴ دیدگاه برای «عنصر مولکولی چیست؟ — به زبان ساده + مثال»
امید
سلام
میشه در مورد 1 مولکول آب توضیح بدید H2O
یعنی 1 مولکول آب از 1 اتم اکسیژن و دو اتم هیدروژن تشکیل شده با توجه به اینکه گفته میشه اتم اکسیژن به صورت دو تایی وجود داره؟ یعنی باید بشه H2O2
تشکر
سحر خائفی
سلام و روز شما به‌خیر؛
یک مولکول آب از ۱ اتم اکسیژن و ۲ اتم هیدورژن تشکیل میشود. وقتی می‌گوییم اکسیژن عنصر مولکولی است، یعنی به تنهایی و در حالت آزاد به صورت O2 وجود دارد و به صورت O مشاهده نمی‌شود. اما اتم‌ها در همراهی با اتم‌های دیگر رفتار متفاوتی از خود نشان می‌دهند و حتی عنصرهای مولکولی می‌توانند به صورت تک اتمی وارد ساختار مورد نظر شوند. برای درک بهتر به این مثال توجه کنید:
نیتروژن به صورت عنصر مولکولی N2 حضور دارد اما در همراهی با ۳ اتم هیدروژن، آمونیاک با فرمول مولکولی NH3 را تولید می‌کند.
با تشکر از همراهی شما دوست عزیز با مجله فرادرس
امید
سلام
یعنی اینکه ما عنصری به نام O یا H یا N یا F و … غیره نداریم بلکه O2 و H2 و N2 و F2 و … داریم درسته؟
سهیل بحر کاظمی
با سلام؛
با توجه به جدول تناوبی عناصر، قطعا چنین عنصری داریم اما اینکه شکل پایدار آن به چه صورت باشد یا در محاسبات چگونه استفاده شوند را می‌توان در قالب عنصرهای مولکولی بررسی کرد.
فرادرس
سلام
میشه در مورد 1 مولکول آب توضیح بدید H2O
یعنی 1 مولکول آب از 1 اتم اکسیژن و دو اتم هیدروژن تشکیل شده با توجه به اینکه گفته میشه اتم اکسیژن به صورت دو تایی وجود داره؟ یعنی باید بشه H2O2
تشکر
سلام و روز شما به‌خیر؛
یک مولکول آب از ۱ اتم اکسیژن و ۲ اتم هیدورژن تشکیل میشود. وقتی می‌گوییم اکسیژن عنصر مولکولی است، یعنی به تنهایی و در حالت آزاد به صورت O2 وجود دارد و به صورت O مشاهده نمی‌شود. اما اتم‌ها در همراهی با اتم‌های دیگر رفتار متفاوتی از خود نشان می‌دهند و حتی عنصرهای مولکولی می‌توانند به صورت تک اتمی وارد ساختار مورد نظر شوند. برای درک بهتر به این مثال توجه کنید:
نیتروژن به صورت عنصر مولکولی N2 حضور دارد اما در همراهی با ۳ اتم هیدروژن، آمونیاک با فرمول مولکولی NH3 را تولید می‌کند.
با تشکر از همراهی شما دوست عزیز با مجله فرادرس
سلام
یعنی اینکه ما عنصری به نام O یا H یا N یا F و … غیره نداریم بلکه O2 و H2 و N2 و F2 و … داریم درسته؟
با سلام؛
با توجه به جدول تناوبی عناصر، قطعا چنین عنصری داریم اما اینکه شکل پایدار آن به چه صورت باشد یا در محاسبات چگونه استفاده شوند را می‌توان در قالب عنصرهای مولکولی بررسی کرد.
با تشکر از همراهی شما با مجله فرادرس