Molekula je základní struktura ohledu na to, které patří do rodiny kovalentních sloučenin . Mezinárodní unie pro čistou a aplikovanou chemii definuje molekulu jako „elektricky neutrální, kterou tvoří více než jeden atom “ . Je to elektricky neutrální chemická sestava nejméně dvou atomů, odlišných či jiných, která může existovat ve volném stavu a která představuje nejmenší množství hmoty, které má charakteristické vlastnosti uvažované látky . Molekuly jsou atomové agregáty spojené valenčními silami ( kovalentní vazby ) a zachovávají si svou fyzickou individualitu. Slabší síly, jako jsou vodíkové vazby a síly typu van der Waals , je udržují blízko sebe v kapalném a / nebo pevném stavu .
Shromáždění atomů tvořících molekulu není definitivní, je pravděpodobné, že projde modifikacemi, to znamená transformací na jednu nebo více dalších molekul; taková transformace se nazývá chemická reakce . Na druhou stranu, atomy, které ji tvoří, jsou sestavy ( částic ) mnohem stabilnější, které jsou zachovány během chemické reakce, protože transformace atomů, nazývaná transmutace , vyžaduje mnohem důležitější energetické vstupy, jaderné reakce .
Chemické složení molekuly je dáno jejím chemickým vzorcem . Příklady:
Název „molekula“ pochází z vědecké latinské molekuly , zdrobněle od latinského názvu mol , což v překladu znamená „hmota“.
Pojem molekuly, ve své současné podobě, byl poprvé uveden v roce 1811 o Avogadro , který byl schopen překonat zmatek vyrobený v té době mezi atomy a molekulami, vzhledem k zákonům určitých a více podílů John Dalton (1803 - 1808).
Avogadrovu analýzu přijalo mnoho chemiků , s významnými výjimkami ( Boltzmann , Maxwell , Gibbs ). Existence molekul však zůstala v otevřené diskusi ve vědecké komunitě až do práce Jeana Perrina ( 1911 ), který poté experimentálně potvrdil teoretické vysvětlení Brownova pohybu z hlediska atomů navržené Einsteinem ( 1905 ). Jean Perrin také několik metod přepočítal počet Avogadra .
Molekuly těla jsou v neustálém míchání (kromě absolutní nuly ). Toto míchání, nazývané Brownův pohyb , poprvé popsal Robert Brown v roce 1821 v kapalinách (ale vysvětleno téměř o 100 let později).
Teplota tělesa udává stupeň míchání molekul.
Velmi slabé interakční síly, které působí na vzdálenost mezi molekulami, nazývané van der Waalsovy síly , podmíňují tato uspořádání, a tedy i fyzikální vlastnosti molekulárních sloučenin.
Například výjimečné fyzikální vlastnosti vody jsou tedy do značné míry způsobeny vodíkovými vazbami .
Molekuly jsou apriori elektricky neutrální sady , ve kterých jsou atomy spojeny dohromady hlavně kovalentními vazbami (existuje mnoho příkladů supromolekulárních sestav od van der Waalsových , vodíkových nebo iontových vazeb ), kde se někdy objevují elektronické dissymmetrie, které mohou jít jako daleko tak, že ionty, které solvatační (polárních rozpouštědlech). Z tohoto důvodu je třeba konstatovat, že v dihydrogen (H 2), chlor, difluorid a mnoho dalších dvojatomových plynů, jsou elektricky neutrální. To naznačuje, že když jsou izolovány, jsou nulové, aby respektovaly ekvivalenci, která musí existovat v jakékoli rovnici vyvážené v nábojích a globálně neutrální jako: 2 H 2 + O 2= 2 H 2 O. Zde, v části činidel, vodík a dioxygen jsou izolované molekuly, a proto nemají vlastní náboj, jako H 2 O(ačkoli polární molekula). Chemická rovnice proto ověřuje neutralitu celkového náboje.
Tvar a velikost molekuly (nebo její části) mohou hrát roli v její schopnosti reagovat. Přítomnost určitých atomů nebo skupin atomů uvnitř molekuly hraje hlavní roli v jeho schopnosti rozkládat nebo připojovat další atomy z jiných těl, to znamená transformovat, aby zrodily další molekuly.
Účelem různých způsobů reprezentace molekul je vysvětlit různá reaktivní místa; určité řetězce atomů, nazývané funkční skupiny , tak vytvářejí podobnosti ve vlastnostech, zejména v organických sloučeninách .
Molekuly mající alespoň několik desítek atomů se nazývají makromolekuly nebo polymery .
Příklady:
Existují čtyři kategorie nemolekulárních látek:
V oblastech mezi slunečními soustavami je pravděpodobnost setkání atomů velmi nízká, ale existují molekulární sestavy, jako je dihydrogen , oxid uhelnatý nebo dokonce určité fullereny . Komety a plynné atmosféry planet obsahují větší škálu molekul.
Strukturu biologických organismů, které tvoří biosféru, lze rozdělit na několik úrovní organizace: atomovou , molekulární, buněčnou , tkáňovou , organickou , nervovou a nakonec organizmus v jeho funkční celek.
Vědecké studium živých organismů se provádí zkoumáním prvků každé z těchto úrovní a poté porozuměním interakcí mezi těmito různými úrovněmi (viz článek Vědecká metoda ).
Studium úrovně molekul umožňuje pochopit fungování buňky , která je základní funkční jednotkou živých věcí.