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¿Qué son las moléculas y cómo las vemos?

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febrero 02, 2025

Las moléculas son grupos de átomos unidos entre sí, y son fundamentales para la composición de casi todo lo que nos rodea, desde nuestra piel hasta los alimentos que consumimos. A pesar de su importancia, la mayoría de las personas no tiene una representación clara de cómo se ven estas estructuras diminutas, que son, de hecho, extremadamente pequeñas: una sola molécula puede ser hasta 100,000 veces más delgada que el grosor de un cabello humano.

La estructura atómica y la formación de moléculas

Cada molécula está compuesta por átomos, que son las unidades básicas de la materia. Un átomo está formado por protones, electrones y neutrones. Los neutrones no tienen carga, los protones tienen carga positiva, y los electrones, que orbitan alrededor del núcleo del átomo, tienen carga negativa.

Cuando los átomos se acercan entre sí, los electrones negativos de un átomo son atraídos por los protones positivos de otro. Esta interacción es similar a la dinámica social en un aula, donde los estudiantes buscan sentarse cerca de sus amigos y lejos de sus enemigos, lo que se traduce en una disposición óptima de los átomos para formar moléculas. Sin embargo, no siempre es posible que los átomos encuentren una disposición estable, lo que puede resultar en la no formación de una molécula.

Las moléculas pueden variar en tamaño y forma. Algunas están compuestas por solo dos átomos, mientras que otras pueden contener hasta 100,000 átomos o más. Por ejemplo, las moléculas de oxígeno son diatómicas, es decir, se componen de dos átomos de oxígeno, mientras que las moléculas de azúcar son un compendio de carbono, oxígeno e hidrógeno.

La forma de las moléculas es diversa. Algunas son planas, como el benceno, mientras que otras tienen formas más complejas, como el fullerene, que se asemeja a una pelota. Sin embargo, la disposición de los átomos dentro de una molécula no es aleatoria, sino que sigue patrones específicos que los científicos están continuamente tratando de descifrar.

Métodos para visualizar lo invisible

Dado que las moléculas son invisibles a simple vista e incluso a través de los microscopios más potentes, los científicos han desarrollado herramientas especializadas para estudiarlas. Uno de los métodos más conocidos es la difracción de rayos X, la cual permite a los investigadores obtener imágenes de estructuras moleculares al disparar rayos X que rebotan en las moléculas. Este método ha sido clave en el descubrimiento de muchas estructuras moleculares, incluyendo la sal común (NaCl).

Otra técnica es la resonancia magnética nuclear, que detecta cambios en el comportamiento de los núcleos atómicos para inferir la proximidad de otros átomos. Además, los microscopios de fuerza atómica pueden detectar la ubicación de los átomos a través de la interacción entre cargas eléctricas en escalas nanométricas. También se ha desarrollado la criomicroscopía electrónica, que permite visualizar moléculas congeladas a temperaturas extremas y ha ganado reconocimiento internacional, incluido el Premio Nobel de Química en 2017.

A pesar de los avances en la visualización de moléculas, aún hay muchas estructuras que los científicos no han logrado comprender completamente. El estudio de estas moléculas es crucial, ya que el conocimiento sobre su estructura puede conducir a la invención de nuevos materiales y medicamentos, lo que resalta la importancia de la investigación científica en la mejora de nuestra calidad de vida.

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