Moleküll

Verschidde Modeller vum Moleküll Glukos.

Eng Moleküll (vum lat. molecula, "kleng Mass") ass am wäite Sënn en zwee- oder méiatomegen Deelchen, deen duerch cheemesch Bindunge zesummegehale gëtt a wéinstens sou laang stabil ass, fir datt si z. B. spektroskopesch observéiert ka ginn. Bei Molkülle kann et sech ëm en neutral Deelercher, awer och ëm Radikalen, Ionen oder och ionesch Addukten handelen. Sou sinn z. B. vill Typpe vun interstellare Moleküllen ënner ierdesche Bedingungen net stabil. D'IUPAC nennt sou Deelercher molekular Objeten (en: molecular entity)

Grondsätzleches

Am enke Sënn an am allgemenge Sproochgebrauch vun der Chimie sinn d'Moleküllen elektresch neutral Deelercher, déi aus zwéin oder méi Atomer opgebaut sinn. D'Atomer maachen een a sech ofgeschlossenen, cheemesch ofgesiedegte Verband a si kovalent matenee verbonnen. Eng sou definéiert Moleküll ass de klengsten Deelche vun engem bestëmmte Rengstoff an huet eng bestëmmbar Moleküllmass. Eng Moleküll ass kee starren Objet, bei Energiezoufuer trieden ënnerschiddlech Moleküllschwéngungen op.

Molekülle kënnen aus Atomer vun engem eenzege cheemeschen Element opgebaut sinn, wéi Sauerstoff (O₂) a Stéckstoff (N₂) (Elementmoleküllen). Meeschtens si Moleküllen awer Verbänn vun Atomer vu verschiddenen Elementer, wéi Waasser (H₂O) a Methan (CH₄). Déi Andeelung vun Atomer (hir Constitutioun) an engem Moleküll sinn duerch déi cheemesch Bindunge fixéiert. Sou ënnerscheede sech trotz der selwechter Zuel vu bedeelegten Atomer Ethanol (H₃C–CH₂–OH) vun Dimethylether (H₃C–O–CH₃) a ginn duerch ënnerschiddlech cheemesch Formelen duergestallt. A bestëmmte Fäll kënne Molekülle wéi z. B. d'Molekülle vun der Mëllechsaier Forme mat der selwechter Constitutioun, awer ënnerschiddlecher raimlecher Andeelung (der Konfiguratioun) virleien. Wann Zommeformelen déi d'selwecht sinn ënnerschiddlech Moleküllen zouloossen, da gëtt dat allgemeng Isomerie genannt.

Een eenzelt Moleküll huet déi cheemesch Eegenschafte vun engem Stoff. Déi physikalesch Eegenschaften, wéi Kach- oder Schmëlzpunkt vun engem molekulare Stoff ginn duerch tëschemolekular Kräfte bestëmmt a kënne bei Feststoffer zu der Aart vu Moleküllgittere féieren. Grouss Molekülle gi Makromolekülle genannt. Aus Makromolekülle bestinn Konschtststoffer wéi PET a Biopolymere wéi d'Steif.

D'Gréisst vun zweeatomege Molekülle läit am Beräich vun 10⁻¹⁰ m (1 Å), relativ grouss Moleküllen aus villen Atomer erreechen een Duerchmiesser am Beräich vun 10⁻⁹ m (10 Å), woubäi Makromoleküllen nach eppes méi grouss kënne sinn. Experimentell léisst sech d'Gréisst vu Moleküllen z. B. mat dem Uelegfleckversuch ofschätzen.

D'Bindungsverhältnesser an de Molekülle gi beispillsweis mat dem VSEPR-Modell oder der MO-Theorie erkläert a beschriwwen.

Ofgrenzung

Net all cheemesch Verbindunge bestinn aus individuelle Moleküllen. Keng Molekülle leien z. B. bei diamantaartege Stoffer, wéi Borcarbid (B₄C) a Siliciumcarbid (SiC) vir. D'Atomer ginn zwar duerch kovalent Bindungen zesummegehalen, eng typescht Moleküll léisst sech awer net festleeën. Déi cheemesch Formel ass nëmmen eng Verhältnesformel. Den Opbau vun den Atomer léisst sech duerch eng Elementarzell duerstellen, déi sech ëmmer widderhëlt a mat formal oppenen (onbenotzten) Valenzelektronen un hirer Uewerfläch enden.

Keng Molekülle leie bei Salzer wéi Natriumchlorid (NaCl) vir, déi duerch ionesch Bindunge zesummegehale ginn. Och hei gëtt d'Formel d'Verhältnes vun de bedeelegten Atomen zeréck an och hei kann de Verband vun den Atome prinzipiell eng willkürlech Gréisst hunn an de Beräich vun e puer Millimetern erreechen. Grondelemente vun dësem Verbindungstyp sinn Deelercher (hei Atome) mat enger Luedung. Sou Deelercher ginn allgemeng Ione genannt. De Natriumatom mécht ee Kation (Na⁺), Chloratom een Anion (Cl⁻). Am Fall vu Natriumsulfat (Na₂SO₄) besteet d'Anion SO₄²⁻ aus engem Atomverband, deen emg Luedung dréit. Atomverbänn mat Luedunge ginn am enke Sënn net Molekülle genannt. Dëst ass och an der organescher Chimie normal: Essegsaier besteet aus Moleküllen, d'Anion vun der Saier gëtt Acetat-Ion genannt. E spezielle Fall ass d'Massespektrometrie, bei där de Begrëff Moleküll-Ion gebraucht gëtt.

Am enke Sënn ginn méiatomeg Radikaler net Molekülle genannt, well déi Deelercher cheemesch net ofgesiedegt sinn. Et geet duer an et ass eendaiteg, si Radikaler ze nennen. Besonnesch an der organescher Chimie si si héichreaktiv Tëscheprodukter a bestëmmte cheemesche Reaktiounen. Et gëtt awer och stabil Radikaler, wéi Stéckstoffmonoxid oder TEMPO. Hei féieren tëschemolekular Kräften zu physikaleschen Eegenschafte vun de Verbindungen, an déi Verbindunge kënnen als molekular betruecht ginn.