Moleküle

Moleküle sind chemische Einheiten aus zwei oder mehr Atomen, die durch chemische Bindungen zu einer stabilen Struktur verbunden sind. Sie sind die kleinsten Einheiten einer Verbindung, die deren charakteristische Eigenschaften besitzt, und treiben die meisten chemischen Reaktionen auf atomarer Ebene an. Moleküle können neutral oder geladen sein; die überwiegende Mehrheit organischer und vieler anorganischer Verbindungen besteht aus Molekülstrukturen.

Die Bindungen in Molekülen sind vorwiegend kovalent, das heißt, Atome teilen Elektronenpaare. In manchen Fällen entstehen Moleküle durch koordinative Bindungen. Die räumliche Anordnung der Atome wird durch die Elektronenpaare bestimmt, oft beschrieben durch das VSEPR-Modell; typische Formen sind linear, trigonal planar und tetraedrisch. Polare Moleküle entstehen durch ungleiche Verteilung der Elektronen; Beispiel H2O. Unpolare Moleküle, wie O2, haben symmetrische Verteilung.

Zu den wichtigsten Kategorien gehören diatomare Moleküle wie H2, O2 und N2 sowie polyatomare Moleküle wie H2O, CO2 und CH4. Moleküle können Isomere aufweisen: Strukturisomere oder Stereoisomere; Chiralität ist in vielen biologisch aktiven Molekülen bedeutend.

Eigenschaften von Molekülen hängen von ihren Bindungen und Interaktionen ab. Zwischenmolekulare Kräfte bestimmen Siedepunkt, Lösungsmittelverhalten und Phasenübergänge. Moleküle werden durch Spektroskopie, Röntgenkristallographie und andere Verfahren untersucht. Ihre Kenntnis ist grundlegend für Chemie, Biologie, Medizin und Materialwissenschaften.