A legfontosabb különbség a molekula és a rács között az, hogy a molekulák egymáshoz kapcsolódó atomokat tartalmaznak, míg a rácsok egymáshoz kapcsolódó atomokat, molekulákat vagy ionokat tartalmaznak.
Az atomok egyesülve különböző kémiai anyagokat képeznek. Elrendezésük szerint változnak tulajdonságaik. A legegyszerűbb egység, amely atomok egymáshoz kötődése során keletkezhet, egy molekula. Ha nagyon sok atom, ion vagy molekula egyesül egymással, akkor az eredmény egy rács. A rácsnak erősen rendezett szerkezete és nagyon nagy moláris tömege van.
Mi az a molekula?
A molekulák ugyanazon elem két vagy több atomjából állnak (pl.például O2, N2) vagy különböző elemeket (H2O, NH 3). A molekuláknak nincs töltésük, és az atomok kovalens kötéseken keresztül kötődnek egymáshoz. Ezenkívül lehetnek nagyon nagyok (hemoglobin) vagy nagyon kicsik (H2), attól függően, hogy hány atom kapcsolódik egymáshoz.
01. ábra: Vízmolekula
A molekula képlete megmutatja a molekulában lévő atomok típusát és számát. Az empirikus képlet megadja a molekulában jelenlévő atomok legegyszerűbb egész arányát. Például a C6H12O6 a glükóz molekulaképlete, és a CH 2O az empirikus képlet. A molekulatömeg az a tömeg, amelyet a molekulaképletben lévő atomok teljes számának figyelembevételével számítunk ki. Ezenkívül minden molekulának megvan a maga geometriája. Ezenkívül a molekulában lévő atomok a legstabilabb módon rendeződnek el, meghatározott kötési szöggel és kötéshosszal, hogy minimálisra csökkentsék a taszításokat és a feszítő erőket.
Mi az a rács?
A rács atomok nagy hálózata, amelynek rendezett szerkezete van. A kémiában különböző típusú ionos és kovalens rácsokat láthatunk. A rácsot úgy definiálhatjuk, mint egy olyan szilárdtestet, amely az alapegységek háromdimenziós rendezett elrendezésével rendelkezik. Az alapegység lehet atom, molekula vagy ion. Így a rácsok olyan kristályos szerkezetek, amelyek ismétlődő alapegységekkel rendelkeznek.
Továbbá, ha ez a hálózat ionos kötésekkel összekapcsolt ionokat tartalmaz, ezeket ionkristályoknak nevezzük. Például a nátrium-klorid egy ionrács. A nátrium az 1. csoportba tartozó fém, így a legstabilabb kationként +1 töltésű kationt képez. A klór nemfém, és képes -1 töltésű aniont képezni. A rácsban minden nátriumiont hat kloridion vesz körül, és fordítva. Az ionok közötti összes elektrosztatikus vonzás miatt a rácsszerkezet rendkívül stabil. A rácsban lévő ionok száma a rács méretétől függően változik. A rács energiája vagy a rács entalpiája a rácsban lévő ionkötések erősségének mértéke. Általában a rácsentalpia exoterm.
02. ábra: Nátrium-klorid rácsszerkezet
A gyémánt és a kvarc két példa a háromdimenziós kovalens rácsokra. A gyémánt csak szénatomokból áll, és mindegyik szénatom kovalensen kötődik négy másik szénatomhoz, és így a rácsszerkezetet alkotja. Tehát minden szénatom tetraéderes elrendezésű. Ennek a szerkezetnek köszönhetően a gyémánt nagy stabilitású. (A gyémánt a Föld egyik legerősebb ásványa.) A kvarcnak vagy a szilícium-dioxidnak is vannak kovalens kötései, de ezek a kötések a szilícium és az oxigénatomok között léteznek (különböző atomok rácsa). Mindkét kovalens rács olvadáspontja nagyon magas, és nem vezetnek elektromosságot.
Mi a különbség a molekula és a rács között?
A molekula akkor jön létre, amikor két vagy több atom kovalens kémiai kötéseken vagy ionos kötéseken keresztül kapcsolódik egymáshoz. Másrészt egy rács akkor jön létre, amikor nagyszámú atom, molekula vagy ion kötődik egymással szabályos hálózati struktúrát alkotva. Ezért a legfontosabb különbség a molekula és a rács között az, hogy a molekulák egymáshoz kapcsolódó atomokat tartalmaznak, míg a rácsok egymáshoz kapcsolódó atomokat, molekulákat vagy ionokat tartalmaznak.
A molekula és a rács közötti másik fontos különbségként azt mondhatjuk, hogy a molekulák szilárd anyagként, folyadékként vagy gázként fordulhatnak elő, míg a rácsok csak szilárd anyagként. Ezenkívül egy molekula tömege nagyon kicsi a rács tömegéhez képest, mivel a rácsban lévő atomok száma viszonylag magas.
További különbségek láthatók a molekula és a rács közötti különbséget bemutató infografikán.
Összefoglaló – Molekula vs rács
A molekulák és a rácsok két fontos kémiai fogalom a kémiában. Különböznek egymástól; így nem használhatjuk felváltva. A legfontosabb különbség a molekula és a rács között az, hogy a molekulák egymáshoz kapcsolódó atomokat tartalmaznak, míg a rácsok egymáshoz kapcsolódó atomokat, molekulákat vagy ionokat tartalmaznak.
