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Was ist ein Molekül? Definition, Beispiele und Typen

Was ist ein Molekül? Definition, Beispiele und Typen

Moleküldefinition in der Chemie: Ein Molekül ist eine elektrisch neutrale Einheit, die aus zwei oder mehr Atomen desselben Elements oder verschiedener Elemente besteht, die durch eine kovalente chemische Bindung verbunden sind.

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Normalerweise scheinen die Moleküle mit Ausnahme von verdünnten Gasen und Edelgasen miteinander in Wechselwirkung zu treten. Auf diese Weise können wir sie in Kristallgittern oder mit intensiven Wechselwirkungen finden. Die relevantesten Kräfte, die zwischen Molekülen interagieren, sind die Van-der-Waals-Kräfte und Wasserstoffbrückenbindungen.

In der organischen Chemie und Biochemie bezeichnet der Begriff eines Moleküls manchmal auch mehratomige Ionen. Andererseits wird es in der kinetischen Gastheorie oft für jedes Gasteilchen verwendet.

Ein Molekül kann aus mehreren Atomen eines einzelnen chemischen Elements oder Atomen verschiedener Elemente bestehen. Molekülfamilien, die aus denselben räumlich unterschiedlich angeordneten Atomen bestehen, werden als Isomere bezeichnet, und die Anordnung beeinflusst die physikalischen Eigenschaften der Substanz.

Arten von Molekülen

Wir können Moleküle in zwei Arten einteilen, je nachdem, wie sie gebildet werden:

  • Diskrete Moleküle: Moleküle können aus einer wohldefinierten Anzahl von Atomen bestehen, die durch kovalente Bindungen zusammengehalten werden.

  • Riesenmoleküle: Das sind große Molekülketten, die auch als Makromoleküle oder Polymere bekannt sind. Diese molekularen Strukturen erstrecken sich unendlich im Raum.

Energie von Molekülen

Molekulare Strukturen besitzen Energie. Diese quantifizierbare Energie manifestiert sich in kinetischer Energie (Rotation, Vibration) und elektronischer Energie.

Die Gesamtenergie der Moleküle hängt von der Temperatur ab. Mit steigender Temperatur nehmen die Schwingungsbewegungen der inneren Atome zu. Wenn die Temperatur hoch genug ist, haben die Schwingungen eine solche Amplitude, dass die Moleküle in ihre Atome zerfallen.

Obwohl Moleküle elektrisch neutral sind, bestehen Moleküle aus Atomen ( Elektronen, Protonen und Neutronen), also elektrisch geladenen Teilchen.

Eigenschaften und Modelle der Moleküle

Die Anzahl der entdeckten und im Periodensystem vertretenen chemischen Elemente beträgt 116. Es gibt jedoch zwei Millionen identifizierte chemische Substanzen.

Aus diesem Grund ist es wichtig, neben der Molekülgeometrie auch die charakteristischen Parameter von Molekülen wie die Energie ihrer Bindungen, die Reaktivität der Moleküle, ihre Länge, ihre Winkel und das dielektrische Moment zu definieren.

Die Bildung von Molekülen kann mit einer Reihe von Modellen veranschaulicht werden. 

  • Die Lewis-Struktur ist das älteste Modell zur Darstellung einer molekularen Struktur. Ein Lewis-Diagramm erklärt die Bildung von Bindungen und Molekülstrukturen durch die Notwendigkeit, für jedes Atom eine Edelgas-Elektronenkonfiguration zu erhalten.

  • Das Valenzbindungs-Molekülmodell berücksichtigt die Überlappung von Atomorbitalen verschiedener Atome. Diese Theorie wird durch die Einführung der Orbitalhybridisierung ergänzt, die es ermöglicht, die räumliche Konfiguration von Molekülen zu erklären.

  • Gemäß dem Molekülorbitalmodell binden Atomorbitale aneinander, um Molekülorbitale zu bilden, die von den beiden Bindungsatomen geteilt werden. Die in den Orbitalen befindlichen Elektronen gehören zu den Kernen beider Atome.

Beispiele für Moleküle

Einige Beispiele für wichtige Moleküle sind:

  • Wasser (H 2 O) ist eine lebensnotwendige Verbindung, die aus zwei Wasserstoffatomen und einem Sauerstoff besteht.

  • Kohlendioxid (CO 2 ), bestehend aus einem Kohlenstoffatom und zwei Sauerstoffatomen, steht im Zusammenhang mit dem Treibhauseffekt.

  • Methan (CH 4 ) ist ein organisches Molekül, das aus Kohlenstoff und Wasserstoff besteht. Es ist die Hauptverbindung von Erdgas.

  • Disauerstoff (O 2 ) hat eine zweiatomige Struktur, die aus zwei Sauerstoffatomen besteht. Es wird manchmal auch einfach als Sauerstoffmolekül bezeichnet. Es gibt noch eine weitere Sorte, die aus drei Atomen besteht: O 3 , genannt Ozon. Ozon kommt reichlich in der Erdatmosphäre vor.

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Erscheinungsdatum: 20. September 2013
Geändert am: 14. September 2022