Az elemek, vegyületek miért különböznek annyira és pont úgy egymástól, ahogy?

Ha jól belegondolsz nagyobb méretekben is így van. Van mondjuk x méter cérnád. Ezt fel lehet tekerni egy orsóra, ami kicsi, nagy sűrűségű, nem engedi át a fényt, nagy a nyomó, nyírási és szakítószilárdsága. Lehet belőle csinálni madzagot, kötelet, aminek megint egészen mások lesznek a tulajdonságai. Lehet csinálni belőle sűrű szövésű szövetet, ami már lehet, hogy sokkal rosszabb szakítószilárdsággal rendelkezik, viszont valamennyi fényt már átereszt. De lehet csinálni belőle kvázi szúnyoghálót, ami még több fényt enged át, viszont nagyon kicsi a szakítószilárdsága. A tulajdonságait nem az alkotórészek, az alapanyag határozza meg, hanem az, hogy ezek milyen rendszert alkotnak. Ugyanaz a szén lehet amorf szén, lehet grafit, lehet gyémánt, lehet nanoszálas, nanocsöves szerkezetű, lehet sokféle fullerénmolekula (C[60], C[70], C[76], C[78], C[84], C[240], C[540], C[960], stb…). A tulajdonságaikat az határozza meg, hogy milyen rácsszerkezetben vannak ezek a szénatomok, és ez határoz meg rengetek fizikai tulajdonságot. Más rácsszerkezet esetén más erők hatnak az egyes atomok között, más távolságra vannak az egyes atomok egymástól, így mások lesznek a különböző szilárdságuk, más hullámhosszú elektromágneses sugárzást (fényt) nyelnek el, vernek vissza, engednek át, stb…

Vagy gondolj egy tüntetésre, ahol emberek vannak. Ha csak úgy össze-vissza vannak, könnyen ki lehet emelni egy-egy embert a tömegből. Ha viszont leülnek és összekarolnak egymással, akkor sokkal nehezebb egy-egy embert kiragadni. Egy ritka tömegen keresztül tudsz menni, egy összefogódzkodott tömegen nem. Egy sorokban, oszlopokban álló tömegen át lehet nézni a sorok között, míg egy össze-vissza álló tömeg esetén nem.

Vagy x kg vasból lehet csinálni hidat, golyót, csövet, kardot, páncélszekrényt, polcrendszert. Mindegyiknek mások lesznek a tulajdonságai, mert az anyagot nem csak az atomok és más részecskék teszik azzá, ami, hanem az a rendszer, ami ezek között fennáll. 80 kg proton és neutron lehet egy ember, lehet egy mosógép, lehet egy szikla, lehet egy szekrény, pedig lehet, hogy ugyanannyi protonból és neutronból áll mindegyik. A kulcs tehát a rendszer.

> Honnan lehet tudni, hogy két bizonyos elem egyesítéséből milyen tulajdonságokat kapunk?

Nehezen. Kvantumfizikai modellek segítségével azért meg lehet állapítani, hogy egy még elő nem állított, csak hipotézis szinten ismert molekula összerakható-e, milyen erők hatnak az atomok között, milyen kristályszerkezetet lesz hajalmos felvenni, mennyi lesz az olvadáspontja, forráspontja, stb…

De ehhez nagyon komoly és komplex számításokat kell végezni, amihez nem árt egy szuperszámítógép.

> Lehet céllal építeni molekulákat úgy, hogy a végeredmény biztosan arra legyen hasznos, amire szeretnénk?

Korlátozott mértékben – bizonyos határon belül, bizonyos megadott kombinációk esetén – ki lehet választani sok-sok lehetséges molekulából, hogy melyik rakható össze egyáltalán, és melyik felel meg legjobban a kívánt paramétereknek. De ehhez rengeteg számolás kell, meg egy nagyon bonyolult modellszámító program.

"a fő különbség az, hogy a protonok száma nem egyezik meg?"

Ez egy nagyon nagy tévedés!

Az inkább csak a tömegét befolyásolja.

A világgal az elektronszerkezete van kapcsolatban, ebből is leginkább a legkülső, a vegyértékhéj - az pedig minden különböző atomnál nagyon is más!

2 kérdés is van.

Az elemek - kémiai - tulajdonságait, mint már írták, az elektronok száma, s az elektronszerkezet adja.

A molekulák tulajdonságainál meg

- Szervetlen vegyületnél a hasonló csoportba tartozó elemek (főcsoport beli elemeknél az azonos oszlopban levők) hasonló vegyületei alapján tudunk következtetni

- Szervetlen vegyületeknél pedig elsősorban a jellemző funkciós csoport alapján.

S ezen válaszomból következik a többi kérdésedre is a válasz.

És igen, a frissen kijövő gyógyszerek hatóanyagai már bizony előre tervezett munka eredményei.