A molekula a kovalens vegyületek családjába tartozó anyag alapvető szerkezete . A Tiszta és Alkalmazott Kémia Nemzetközi Uniója meghatározza a molekulát, mint "egynél több atomot tartalmazó, elektromosan semleges egységet " . Legalább két, egymástól független vagy eltérő atom elektromosan semleges kémiai együttese , amely szabad állapotban létezhet, és amely a legkevesebb olyan anyagmennyiséget képviseli, amely rendelkezik a figyelembe vett anyag jellemző tulajdonságokkal . A molekulák atomi aggregátumok, amelyeket vegyértékek ( kovalens kötések ) kötnek össze, és megtartják fizikai egyéniségüket. A gyengébb erők, például a hidrogénkötések és a van der Waals típusú erők, folyékony és / vagy szilárd állapotban tartják közel egymáshoz .
A molekulát alkotó atomok összejövetele nem végleges, valószínűleg módosulásokon megy keresztül, vagyis átalakul egy vagy több más molekulává; egy ilyen átalakulást kémiai reakciónak nevezünk . Másrészt, az atomok azt alkotó szerelvények (a részecskék ) sokkal stabilabb, amely során megmaradnak a kémiai reakció, mert az átalakulás az atomok, úgynevezett transzmutáció , igényel sokkal több fontos energia bemenet. Magreakciók .
A molekula kémiai összetételét kémiai képlete adja meg . Példák:
A "molekula" elnevezés a tudományos latin molekulákból származik, a mólok latin elnevezéssel kicsinyítve , így "tömeg" keletkezik.
A koncepció a molekula, a jelenlegi formájában, először be 1811 által Avogadro , aki képes legyőzni a zavart tett akkori közötti atomok és molekulák, mivel a törvényi határozott és többszörös arányai John Dalton (1803 - 1808).
Avogadro elemzését számos vegyész elfogadta , jelentős kivételektől eltekintve ( Boltzmann , Maxwell , Gibbs ). De a molekulák létezése nyílt vitában maradt a tudományos közösségben egészen Jean Perrin ( 1911 ) munkájáig, aki ezt követően kísérletileg megerősítette a Brown-mozgás elméleti magyarázatát az atomok vonatkozásában, amelyet Einstein ( 1905 ) javasolt . Jean Perrin több módszerrel újraszámolta az Avogadro számát is .
Egy test molekulái állandó keverés alatt állnak (kivéve az abszolút nullát ). Ezt a Brown-mozgásnak nevezett izgatást Robert Brown először 1821- ben írta le folyadékokban (de majdnem 100 évvel később elmagyarázta).
A test hőmérséklete jelzi a molekulák keverési fokát.
A molekulák közötti távolságban ható nagyon gyenge interakciós erők, az úgynevezett van der Waals-erők , feltételezik ezeket az elrendezéseket és ezért a molekuláris vegyületek fizikai tulajdonságait.
Így például a víz kivételes fizikai tulajdonságai nagyrészt a hidrogénkötéseknek köszönhetők .
A molekulák a priori elektromosan semleges halmazok , amelyekben az atomok főként kovalens kötésekkel vannak összekapcsolva (számos példa van van W Wals , hidrogén vagy ion típusú kötések molekula feletti összetételeire), ahol néha elektronikus diszimmetriák jelennek meg, amelyek amennyire ionokat ad szolvatációval (poláris oldószerek). Ezért arra a következtetésre kell jutnunk, hogy a dihidrogén (H 2), a klór, a difluorid és még sok más diatomiás gáz elektromosan semleges. Ez arra utal, hogy amikor izoláltuk, ezek nullavegyértékű, hogy tartsák tiszteletben az egyenértékűség, hogy kell lennie bármely egyenletben egyensúlyban a díjak és globálisan semleges: 2 H 2 + O 2= 2H 2 O. Itt a reagensek részben a hidrogén és a dioxogén elkülönített molekula, és ezért nincs saját töltésük, mint például a H 2 O(bár poláris molekula). A kémiai egyenlet tehát ellenőrzi a teljes töltés semlegességét.
A molekula (vagy annak egy része) alakja és mérete szerepet játszhat a reakcióképességében. Bizonyos atomok vagy atomcsoportok jelenléte a molekulában nagy szerepet játszik abban, hogy képes lebontani vagy más testek más atomjait összekapcsolni, vagyis átalakulni, hogy más molekulákat szülessen.
A molekulák különböző ábrázolási módjai a különböző reaktív helyek magyarázatát szolgálják; bizonyos atomláncok, az úgynevezett funkcionális csoportok , hasonló tulajdonságokat hoznak létre, különösen a szerves vegyületekben .
A legalább több tíz atomot tartalmazó molekulákat makromolekuláknak vagy polimereknek nevezzük .
Példák:
A nem molekuláris anyagoknak négy kategóriája van:
A naprendszerek közötti régiókban az atomok találkozásának valószínűsége nagyon alacsony, de vannak olyan molekuláris összetételek, mint például dihidrogén , szén-monoxid vagy akár bizonyos fullerének . Az üstökösök és a bolygók gáz-atmoszférája többféle molekulát tartalmaz.
A bioszférát alkotó biológiai organizmusok szerkezete a szervezés több szintjére bontható: atomi , molekuláris, sejtes , szöveti , szerves , idegrendszeri , végül a szervezet funkcionális összességében.
Az élő organizmusok tudományos vizsgálatát e szintek mindegyikének elemével kutatják, majd megértik a különböző szintek közötti kölcsönhatásokat (lásd a Tudományos módszer cikket ).
A molekulák szintjének vizsgálata lehetővé teszi a sejt működésének megértését , amely az élőlények elemi funkcionális egysége.