$\text{Kr}$yształy molekularne tworzą osobne zbiory cząsteczek. Co to właściwie oznacza? W kryształach molekularnych zbiory cząsteczek są połączone słabymi oddziaływaniami. Siłami „sklejającymi” cząsteczki w krysztale mogą być siły m.in.:

• siły Van der Waalsasiły Van der Waalsasiły Van der Waalsa;

• wiązania wodorowewiązania wodorowewiązania wodorowe.

Przykładem kryształu molekularnego może być siarka. Siarka w temperaturze pokojowej tworzy pierścienie, w których znajduje się osiem atomów siarki (${\text{S}}_8$). Pierścienie siarki oddziałują ze sobą dzięki siłom Van der Waalsa. Struktury siarki przedstawiono w galerii poniżej.

RKfbFCyNkhGPF

Ilustracja przedstawia siarkę rombową. Osiem atomów siarki ułożonych jest w przestrzenny pierścień.

R1QUSvhljzEnM

Film nawiązujący do treści materiału.

Film nawiązujący do treści materiału.

Film dostępny pod adresem /preview/resource/R1QUSvhljzEnM

Film nawiązujący do treści materiału.

Jak widać, w komórce elementarnejkomórka elementarnakomórce elementarnej poszczególne pierścienie siarki nie są ze sobą połączone. Tworzą osobne cząsteczki, dlatego siarkę powinno się zapisywać jako cząsteczkę ${\text{S}}_8$. Gdyby siarka tworzyła kryształy kowalencyjne, pierścienie te musiałyby być połączone wiązaniem – tak, jak ma to chociażby miejsce w krysztale diamentu, gdzie wszystkie atomy węgla są ze sobą połączone. Takie same połączenia, jak w krysztale siarki, występują m.in. w fosforze białym ${\text{P}}_4$, w którym fosfor tworzy tetraedrycznetetraedrtetraedryczne cząsteczki ${\text{P}}_4$.

R1Pw0aB9BY6jg

Ilustracja przedstawia prostopadłościan wypełniony czworościanami foremnymi. Na wierzchołkach czworościanów są fioletowe kulki. To atomy fosforu. Czworościany nie występują w niewielkim zagęszczeniu.

Przykładem najprostszego kryształu molekularnego, w którym występują wiązania wodorowe, jest lód, co możesz zobaczyć na poniższych modelach.

Rdt0WAKO3DWoy

Ilustracja przedstawia cząsteczki wody zbudowane z czerwonej kulki - atom tlenu i dwóch połączonych z nią szarych kulek - atomów wodoru. Cząsteczki są w pewnej odległości od siebie. Są połączone liniami przerywanymi.

RFFCazPLOQiZG

Film nawiązujący do treści materiału

Film nawiązujący do treści materiału

Film dostępny pod adresem /preview/resource/RFFCazPLOQiZG

Film nawiązujący do treści materiału

W strukturze krystalicznej cząsteczki wody tworzą sieć wiązań wodorowych. Cząsteczka wody jest donorem i akceptorem dwóch wiązań wodorowych. Można zauważyć, że struktura lodu nie jest gęsto upakowana, a odległości między cząsteczkami są dość duże. Dzięki temu woda, przechodząc w stan stały (lód), zwiększa swoją objętość, a podczas topnienia ją zmniejsza.

Struktury krystaliczne związków organicznych są bardziej skomplikowane w interpretacji. W większości z nich występuje kilka oddziaływań międzycząsteczkowych. Oprócz oddziaływań dyspersyjnych, wiązań wodorowych, możemy wyróżnić takie oddziaływania, jak:

DNA jako kryształ molekularny

Jednym z ważniejszych osiągnięć nauki w $\text{XX}$ w. było rozwiązanie struktury krystalicznej DNADNADNA – kryształu molekularnego. Na niżej zamieszczonych zdjęciach zostali ukazani naukowcy, którzy przyczynili się do odkrycia struktury krystalicznej DNA, za co otrzymali Nagrodę Nobla w $\text{1962}$ r. Warto również wspomnieć o współudziale Rosalindy Franklin w tym odkryciu, autorki rentgenogramu sodowej soli DNA.

Rcps3PF19wYRd

Zdjęcie przedstawia starszego mężczyznę, stojącego z założonymi rękami. Mężczyzna delikatnie się uśmiecha. Ma wysokie czoło spowodowane łysieniem. Na twarzy widoczne są zmarszczki. Mężczyzna ma na sobie koszulę, krawat i sweter. W tle znajduje się model helisy.

Ronzg0FfNr4qY

Zdjęcie przedstawia starszego mężczyznę. Prawą dłonią podpiera podbródek. Ma wysokie czoło spowodowane łysieniem, siwe włosy, krzaczaste siwe brwi, wydatny nos. Za mężczyzną stoi regał z książkami.

RUcZxwsc9Mpzx

Zdjęcie przedstawia młodego mężczyznę w okularach pracującego przy urządzeniu. Mężczyzna ma ciemne włosy, zaczesane na prawą stronę. Ma na sobie garnitur, koszulę i krawat. Prawą dłoń trzyma na pokrętle urządzenia zbudowanego między innymi z licznych przewodów.

DNA – kwas deoksyrybonukleinowy – jest wielkocząsteczkowym związkiem organicznym i pełni rolę nośnika informacji genetycznej. W strukturze DNA możemy m.in. wyróżnić oddziaływania wodorowe – między zasadami azotowymi – czy oddziaływania stakingoweoddziaływanie stakingoweoddziaływania stakingowe między sąsiednimi nukleotydaminukleotydnukleotydami DNA, które dodatkowo stabilizują strukturę.

Inne przykłady

Innymi przykładami substancji, które tworzą kryształy molekularne, są gazy szlachetnegazy szlachetnegazy szlachetne: $\text{Ne}$ (neon), $\text{Ar}$ (argon), cząsteczki dwuatomowe, takie jak ${\text{H}}_2$ (wodór), $\text{CO}$ (tlenek węgla($\text{II}$)), ${\text{N}}_2$ (azot). Jednak najliczniejszą grupą związków, tworzącą kryształy molekularne, są związki organiczne.

Z racji tego, że kryształy molekularne są zbudowane z odrębnych cząsteczek, struktury krystaliczne związków stabilizowane są przez słabsze oddziaływania międzycząsteczkowe. Kryształy molekularne charakteryzuje niska temperatura topnienia. Są to kryształy kruche, które nie przewodzą prądu elektrycznego.