Все на свете состоит из мельчайших частиц — атомов, точнее — не просто из атомов, а из групп атомов. Такие группы атомов называют молекулами. Ведь атомы в природе все равно что материалы в строительстве. Из немногих видов строительных мате- риалов — кирпичей, досок, бревен, балок — строят сотни различных домов. А примерно из 90 видов атомов природа и человек создали сотни тысяч разных веществ. В каждом веществе атомы соединяются в разные группы, образуют разные молекулы.
У каждого вещества свои молекулы. Некоторые из них очень просты. Например, молекула кислорода состоит из двух атомов кислорода, а молекула водорода — из двух атомов водорода. Это простые вещества.
Если смешать водород и кислород в определенных количествах и поджечь эту смесь, молекулы водорода и кислорода сначала распадутся на ато- мы, а затем соединятся, образуя моле- кулы воды. Вода — это уже сложное вещество.
Особенно интересными свойствами обладают молекулы, состоящие из атомов углерода и водорода. Их очень много — уже сейчас насчитывается около 3 млн., а ученые непрерывно открывают и искусственно получают все новые и новые.
Почему же всего два вида атомов могут образовывать такое множество разных веществ, а значит, и разных молекул? Прежде всего потому, что такие молекулы могут состоять из разного числа атомов углерода и водорода. Если четыре атома водорода соединяются с одним атомом углерода, то образуется метан — газ, который горит в газовых плитах. Шесть атомов углерода с шестью атомами водорода образуют молекулу жидкого вещества — бензола. Но важно не только число атомов в молекуле, но и то, как они расположены.
Так, существуют два разных вещества: бутан и изобутан. Молекулы их построены из одинакового числа атомов — из четырех атомов углерода и десяти атомов водорода. Только расположены эти атомы по-разному: у бутана вытянуты в цепочку, а у изобутана образуют как бы треугольную звездочку.
Существуют и очень сложные молекулы. У таких веществ, как белок, каучук, древесина, у многих синтетических материалов молекулы состоят из нескольких сотен и даже тысяч атомов.
Свойства веществ зависят в первую очередь от свойств их молекул. Если молекулы связаны между собой слабо, состоящее из них вещество будет газообразным, например водяной пар.
Молекулы в нем движутся быстро и свободно, только случайно сталкиваясь между собой. Если охладить водяной пар, молекулы воды будут двигаться медленнее, начнут соединяться одна с другой, и пар превратится в жидкость. В жидкости молекулы связаны уже гораздо теснее, но все-таки они могут еще двигаться сравнительно свободно. Если же понизить температуру до 0 С, вода замерзнет, и образуется твердое кристаллическое вещество — лед; в нем молекулы воды могут только колебаться, почти не двигаясь с места.
Много превращений может происходить с молекулами. Эти превращения называются химическими реакциями. С их помощью можно получать новые вещества и материалы.