Gasmolekülen

Gasmolekülen är den kemiska enheten i gasfasen som består av två eller fler atomer bundna samman. I gaser är molekylerna utspridda och rör sig snabbt i alla riktningar; de kolliderar ofta med varandra och med behållarens väggar i nästan elastiska kollisioner. Denna fria rörelse ger gaser hög rörlighet, låg densitet och stor kompressibilitet. Temperaturen avgör hur mycket energi molekylerna har i translational-, rotations- och vibrationsrörelser.

Gasmolekyler kan vara diatomiska, som N2 och O2, eller polyatomiska, som CO2, H2O och CH4. Homonukleära molekyler består av samma atomer, medan heteronukleära innehåller olika atomer. Vid rumstemperatur dominerar translational energi och rotation; vibrationer blir viktiga först vid högre temperaturer. Antalet vibrationala lägen beror på molekylens form: linjära molekyler har 3N−5, icke-linjära har 3N−6 vibrationala lägen.

I idealgaslagen PV=nRT relateras tryck, volym och temperatur för ett givet antal mol. Verkliga gaser uppvisar avvikelser särskilt vid högt tryck eller låga temperaturer på grund av intermolekylära krafter och molekylstorlek; dessa avvikelser behandlas med modeller som Van der Waals eller genom Z-faktorn (Z = PV/(nRT)).

Gasmolekyler deltar i diffusion och effusion (Grahams lag) och i många gasfasreaktioner. Storleken hos vanliga små molekyler ligger på nanometerskalan, cirka en till några tiotal ångström i diameter.