Ein Molekül ist eine elektrisch neutrale Gruppe von zwei oder mehr durch covalent chemische Obligationen zusammengehaltenen Atomen. Moleküle sind von Ionen durch ihre elektrische Anklage bemerkenswert. Jedoch, in der Quant-Physik, organischen Chemie und Biochemie, wird der Begriff Molekül häufig weniger ausschließlich gebraucht, auch auf Polyatomionen angewandt.

In der kinetischen Theorie von Benzin wird der Begriff Molekül häufig für jede gasartige Partikel unabhängig von seiner Zusammensetzung gebraucht. Gemäß dieser Definition werden edle Gasatome als Moleküle betrachtet, ungeachtet der Tatsache dass sie aus einem einzelnen nichtverpfändeten Atom zusammengesetzt werden.

Ein Molekül kann aus Atomen eines einzelnen chemischen Elements, als mit Sauerstoff (O), oder von verschiedenen Elementen, als mit Wasser (HO) bestehen. Atome und Komplexe, die durch non-covalent Obligationen wie Wasserstoffobligationen oder ionische Obligationen verbunden sind, werden allgemein als einzelne Moleküle nicht betrachtet.

Moleküle als Bestandteile der Sache sind in organischen Substanzen (und deshalb Biochemie) üblich. Sie setzen auch die meisten Ozeane und Atmosphäre zusammen. Jedoch enthält die Mehrheit von vertrauten festen Substanzen auf der Erde, einschließlich der meisten Minerale, die die Kruste, den Mantel und den Kern der Erde zusammensetzen, viele chemische Obligationen, aber wird aus identifizierbaren Molekülen nicht gemacht. Außerdem kann kein typisches Molekül für ionische Kristalle (Salze) und covalent Kristalle definiert werden (Netzfestkörper), obwohl diese häufig aus sich wiederholenden Einheitszellen zusammengesetzt werden, die irgendeinen in einem Flugzeug (solcher als in graphene) oder dreidimensional (solcher als im Diamanten, Quarz oder Natriumchlorid) erweitern. Das Thema der wiederholten Einheitszellstruktur hält auch für am meisten kondensierte Phasen mit dem metallischen Abbinden, was bedeutet, dass feste Metalle auch aus Molekülen nicht gemacht werden. In der Brille (Festkörper, die in einem unordentlichen Glasstaat bestehen) können Atome auch durch chemische Obligationen ohne Anwesenheit jedes definierbaren Moleküls, sondern auch ohne einige der Regelmäßigkeit von sich wiederholenden Einheiten zusammengehalten werden, die Kristalle charakterisiert.

Molekulare Wissenschaft

Die Wissenschaft von Molekülen wird molekulare Chemie oder molekulare Physik abhängig vom Fokus genannt. Molekulare Chemie befasst sich mit den Gesetzen, die Wechselwirkung zwischen Molekülen regelnd, die auf die Bildung und Brechung von chemischen Obligationen hinausläuft, während sich molekulare Physik mit den Gesetzen befasst, ihre Struktur und Eigenschaften regelnd. In der Praxis, jedoch, ist diese Unterscheidung vage. In molekularen Wissenschaften besteht ein Molekül aus einem stabilen System (gebundener Staat) das Enthalten von zwei oder mehr Atomen. Von Polyatomionen kann manchmal als elektrisch beladene Moleküle nützlich gedacht werden. Der Begriff nicht stabiles Molekül wird für sehr reaktive Arten, d. h., kurzlebige Bauteile (Klangfülle) von Elektronen und Kernen, wie Radikale, molekulare Ionen, Moleküle von Rydberg, Übergang-Staaten, Komplexe von van der Waals oder Systeme von kollidierenden Atomen als in Kondensat von Bose-Einstein gebraucht

Geschichte und Etymologie

Gemäß Merriam-Webster und dem Online-Etymologie-Wörterbuch ist das Wort "Molekül" auf die lateinischen "Maulwürfe" oder kleine Einheit der Masse zurückzuführen.

• Molekül (1794) - "äußerst Minutenpartikel," von Fr. molécule (1678), von Mod. L. molecula, dunkel. L. Maulwürfe "Masse, Barriere". Eine vage Bedeutung zuerst; die Mode für das Wort (verwendet bis zum Ende des 18. Jahrhunderts nur in der lateinischen Form) kann zur Philosophie von Descartes verfolgt werden.

Obwohl die Existenz von Molekülen von vielen Chemikern seit dem Anfang des 19. Jahrhunderts infolge der Gesetze von Dalton von Bestimmten und Vielfachen Verhältnissen (1803-1808) und des Gesetzes (1811) von Avogadro akzeptiert worden ist, gab es etwas Widerstand unter positivists und Physikern wie Mach, Boltzmann, Maxwell und Gibbs, der Moleküle bloß als günstige mathematische Konstruktionen gesehen hat. Wie man betrachtet, ist die Arbeit von Perrin auf der Brownschen Bewegung (1911) der Endbeweis der Existenz von Molekülen.

Die Definition des Moleküls hat sich entwickelt, weil Kenntnisse der Struktur von Molekülen zugenommen haben. Frühere Definitionen waren weniger genau, Moleküle als die kleinsten Partikeln von reinen chemischen Substanzen definierend, die noch ihre Zusammensetzung und chemische Eigenschaften behalten. Diese Definition bricht häufig seit vielen Substanzen in der gewöhnlichen Erfahrung, wie Felsen, Salze, und Metalle zusammen, wird aus großen Netzen chemisch verpfändeter Atome oder Ionen zusammengesetzt, aber wird aus getrennten Molekülen nicht gemacht.

Molekulare Größe

Die meisten Moleküle sind zu klein, um mit dem bloßen Auge gesehen zu werden, aber es gibt Ausnahmen. DNA, ein Makromolekül, kann makroskopische Größen erreichen, wie Moleküle von vielen Polymern kann. Das kleinste Molekül ist der diatomic Wasserstoff (H) mit einer Band-Länge von 0.74 Å. Moleküle, die allgemein als Bausteine für die organische Synthese verwendet sind, haben eine Dimension von einigen Å zu mehreren Dutzenden Å. Einzelne Moleküle können durch das Licht (wie bemerkt, oben), aber kleine Moleküle nicht gewöhnlich beobachtet werden, und sogar die Umrisse von individuellen Atomen können in einigen Verhältnissen durch den Gebrauch eines Atomkraft-Mikroskops verfolgt werden. Einige der größten Moleküle sind Makromoleküle oder Supermoleküle.

Radius

Wirksamer molekularer Radius ist die Größe, die ein Molekül in der Lösung zeigt.

Der Tisch von permselectivity für verschiedene Substanzen enthält Beispiele.

Molekulare Formel

Eine empirische Formel einer Zusammensetzung ist das einfachste Verhältnis der ganzen Zahl der chemischen Elemente, die es einsetzen. Zum Beispiel wird Wasser immer aus 2:1 Verhältnis von Wasserstoff zu Sauerstoff-Atomen zusammengesetzt, und Äthyl-Alkohol oder Vinylalkohol werden immer aus Kohlenstoff, Wasserstoff und Sauerstoff in 2:6:1 Verhältnis zusammengesetzt. Jedoch beschließt das nicht, dass die Art des Moleküls einzigartig - dimethyl Äther dieselben Verhältnisse wie Vinylalkohol zum Beispiel hat. Moleküle mit denselben Atomen in verschiedenen Maßnahmen werden isomers genannt. Auch Kohlenhydrate haben zum Beispiel dasselbe Verhältnis (carbon:hydrogen:oxygen = 1:2:1) (und so dieselbe empirische Formel), aber verschiedene Gesamtzahlen von Atomen im Molekül.

Die molekulare Formel widerspiegelt die genaue Zahl von Atomen, die das Molekül zusammensetzen und so verschiedene Moleküle charakterisiert. Jedoch kann verschiedener isomers dieselbe Atomzusammensetzung haben, verschiedene Moleküle seiend.

Die empirische Formel ist häufig dasselbe als die molekulare Formel, aber nicht immer. Zum Beispiel hat das Molekül-Acetylen molekulare Formel CH, aber das einfachste Verhältnis der ganzen Zahl von Elementen ist CH.

Die molekulare Masse kann von der chemischen Formel berechnet werden und wird in herkömmlichen Atommasseneinheiten ausgedrückt, die 1/12 der Masse eines neutralen Kohlenstoff 12 (C Isotop) Atom gleich sind. Für Netzfestkörper wird die Begriff-Formel-Einheit in stochiometrischen Berechnungen verwendet.

Molekulare Geometrie

Moleküle haben Gleichgewicht-Geometrie — Band-Längen und Winkel befestigt — über den sie unaufhörlich durch Schwing- und Rotationsbewegungen schwingen. Eine reine Substanz wird aus Molekülen mit derselben durchschnittlichen geometrischen Struktur zusammengesetzt. Die chemische Formel und die Struktur eines Moleküls sind die zwei wichtigen Faktoren, die seine Eigenschaften, besonders seine Reaktionsfähigkeit bestimmen. Isomers teilen eine chemische Formel, aber haben normalerweise sehr verschiedene Eigenschaften wegen ihrer verschiedenen Strukturen. Stereoisomers, ein besonderer Typ von isomers, kann sehr ähnliche physikochemische Eigenschaften und zur gleichen Zeit verschiedene biochemische Tätigkeiten haben.

Molekulare Spektroskopie

Molekulare Spektroskopie befasst sich mit der Antwort (Spektrum) von Molekülen aufeinander wirkend mit forschend eindringenden Signalen der bekannten Energie (oder Frequenz, gemäß der Formel von Planck). Moleküle haben Energieniveaus gequantelt, die durch das Ermitteln des Energieaustausches des Moleküls durch das Absorptionsvermögen oder die Emission analysiert werden können.

Spektroskopie bezieht sich auf Beugungsstudien nicht allgemein, wo Partikeln wie Neutronen, Elektronen oder hohe Energieröntgenstrahlen mit einer regelmäßigen Einordnung von Molekülen (als in einem Kristall) aufeinander wirken.

Theoretische Aspekte

Die Studie von Molekülen durch die molekulare Physik und theoretische Chemie basiert größtenteils auf der Quant-Mechanik und ist für das Verstehen des chemischen Bandes notwendig. Das einfachste von Molekülen ist das Wasserstoffmolekül-Ion, H, und die einfachste von allen chemischen Obligationen ist das Ein-Elektron-Band. H wird aus zwei positiv beladenen Protonen und einem negativ beladenem Elektron zusammengesetzt, was bedeutet, dass die Gleichung von Schrödinger für das System leichter wegen des Mangels an der Elektronelektronrepulsion gelöst werden kann. Mit der Entwicklung von schnellen Digitalcomputern sind ungefähre Lösungen für mehr komplizierte Moleküle möglich geworden und sind einer der Hauptaspekte der rechenbetonten Chemie.

er versucht, streng zu definieren, ob eine Einordnung von Atomen "genug stabil" ist, um als ein Molekül betrachtet zu werden, weist IUPAC darauf hin, dass es "einer Depression auf der potenziellen Energieoberfläche entsprechen muss, die tief genug ist, um mindestens einen Schwingstaat zu beschränken". Diese Definition hängt von der Natur der Wechselwirkung zwischen den Atomen, aber nur in großer Zahl von der Wechselwirkung nicht ab. Tatsächlich schließt es schwach gebundene Arten ein, die als Moleküle, wie das Helium dimer, Er nicht traditionell betrachtet würden, der einen bestimmten Schwingstaat hat und so lose gebunden wird, dass es nur wahrscheinlich bei sehr niedrigen Temperaturen beobachtet wird.

Siehe auch

• Atom
• Molekül von Van der Waals
• Molekül von Diatomic
• Kleines Molekül
• Chemische Widersprüchlichkeit
• Molekulare Geometrie
• Band von Covalent
• Noncovalent, verpfändend
• Liste von Zusammensetzungen für eine Liste von chemischen Zusammensetzungen
• Liste von Molekülen im interstellaren Raum
• Software für die molekulare Mechanik, modellierend
• Molekularer Hamiltonian
• Molekulares Ion
• Molekularer Augenhöhlen-
• Das molekulare Modellieren
• Molekulare Designsoftware
• WorldWide molekulare Matrix
• Periodische Systeme von kleinen Molekülen

Links

• Molekül des Monats - Schule der Chemie, Universität Bristols