Molekyyli on perusrakenne aineen kuuluvat perheeseen kovalenttisten yhdisteiden . IUPAC määrittelee molekyylin "sähköisesti neutraali kokonaisuutta, joka koostuu useammasta kuin yhdestä atomi " . Se on sähköisesti neutraali kemiallinen kokoonpano, jossa on vähintään kaksi atomia, erilainen tai ei, joka voi esiintyä vapaassa tilassa ja joka edustaa pienintä ainemäärää, jolla on tarkasteltavan aineen ominaispiirteet . Molekyylit ovat atomiaggregaatteja, jotka on kytketty valenssivoimilla ( kovalenttiset sidokset ), ja ne säilyttävät fyysisen yksilöllisyytensä. Heikommat voimat, kuten vetysidokset ja van der Waals -tyyppiset voimat , pitävät ne lähellä toisiaan nestemäisessä ja / tai kiinteässä tilassa .
Molekyylin muodostavien atomien kokoonpano ei ole lopullinen, se todennäköisesti muuttuu, ts. Muuttuu yhdeksi tai useammaksi muuksi molekyyliksi; sellaista transformaatiota kutsutaan kemialliseksi reaktioksi . Toisaalta, atomit, jotka muodostavat sen ovat kokoonpanot (ja partikkeleiden ) paljon vakaampi, jotka säilyvät kemiallisessa reaktiossa, koska muutosta atomien, kutsutaan transmutaatio , vaatii paljon tärkeämpää energian käyttöä. Ydinreaktiot .
Molekyylin kemiallinen koostumus saadaan sen kemiallisesta kaavasta . Esimerkkejä:
Nimi "molekyyli" tulee tieteellisestä latinalaisesta molekyylistä , joka on pienennetty latinankielisestä nimestä moles , joka tarkoittaa "massa".
Käsite molekyylin, sen nykyisessä muodossa, otettiin käyttöön vuonna 1811 , jonka Avogadron , joka pystyi voittamaan sekaannusta teki tuolloin välinen atomien ja molekyylien, koska lait selvä ja useiden osuudet John Dalton (1803 - 1808).
Monet kemistit ovat hyväksyneet Avogadron analyysin huomattavia poikkeuksia lukuun ottamatta ( Boltzmann , Maxwell , Gibbs ). Mutta molekyylien olemassaolo pysyi avoimessa keskustelussa tiedeyhteisössä, kunnes Jean Perrin ( 1911 ) työskenteli, joka sitten kokeellisesti vahvisti Einsteinin ( 1905 ) ehdottaman Brownin liikkeen teoreettisen selityksen atomien suhteen . Jean Perrin laski myös Avogadron määrän uudelleen useilla menetelmillä.
Rungon molekyylit ovat jatkuvassa sekoituksessa (paitsi absoluuttisessa nollassa ). Robert Brown kuvaili tätä levottomuutta, jota kutsutaan Brownin liikkeeksi , vuonna 1821 nesteissä (mutta selitti melkein 100 vuotta myöhemmin).
Lämpötila elin antaa osoituksen siitä, missä määrin sekoituksen molekyylejä.
Hyvin heikot vuorovaikutusvoimat, jotka vaikuttavat molekyylien välisellä etäisyydellä, joita kutsutaan van der Waalsin voimiksi , säätelevät näitä järjestelyjä ja siten molekyyliyhdisteiden fysikaalisia ominaisuuksia.
Siten esimerkiksi veden poikkeukselliset fysikaaliset ominaisuudet johtuvat suurelta osin vetysidoksista .
Molekyylit ovat a priori sähköisesti neutraaleja joukkoja , joissa atomit ovat yhteydessä toisiinsa pääasiassa kovalenttisilla sidoksilla (on olemassa monia esimerkkejä molekyylien yläpuolisista kokoonpanoista van der Waalsin , vety- tai ionityyppisten sidosten avulla ), joissa esiintyy joskus elektronisia dissymmetrioita, jotka voivat mennä myös sanelevat ionit mukaan hydrataatiotila (polaariset liuottimet). Näin ollen meidän on pääteltävä, että divetyfosfaatti (H 2), kloori, difluoridi ja niin monet muut piimäkaasut ovat sähköisesti neutraaleja. Tämä viittaa siihen, että kun ne on eristetty, ne ovat nolla-arvoista, kunnioittaa vastaavuus, että täytyy olla missä tahansa yhtälö tasapainottavat maksujen ja maailmanlaajuisesti neutraaleja: 2 H 2 + O 2= 2H 2 O. Tässä reagenssien osassa vety ja dioksihappi ovat eristettyjä molekyylejä, eikä niillä siten ole omaa varausta, kuten H 2 O(vaikka polaarinen molekyyli). Siksi kemiallinen yhtälö varmistaa kokonaispanoksen neutraalisuuden.
Molekyylin (tai osan sen) muodolla ja koolla voi olla merkitys sen kyvyssä reagoida. Tiettyjen atomien tai atomiryhmien läsnäololla molekyylissä on tärkeä rooli sen kyvyssä hajottaa tai kiinnittää muita atomeja muista kappaleista, toisin sanoen transformoitua synnyttääkseen muita molekyylejä.
Molekyylien eri esitystavat on tarkoitettu selittämään eri reaktiiviset kohdat; tietyt atomiketjut, joita kutsutaan funktionaalisiksi ryhmiksi , tuottavat siis samankaltaisuuksia ominaisuuksissa, erityisesti orgaanisissa yhdisteissä .
Molekyylejä, joissa on vähintään useita kymmeniä atomeja, kutsutaan makromolekyyleiksi tai polymeereiksi .
Esimerkkejä:
Ei-molekyylisiä aineita on neljä luokkaa:
Aurinkokuntien välisillä alueilla atomien kohtaamisen todennäköisyys on hyvin pieni, mutta on olemassa molekyylikokoonpanoja, kuten dihydrogeeniä , hiilimonoksidia tai jopa tiettyjä fullereeneja . Komeetat ja planeettojen kaasuilmakehät sisältävät enemmän erilaisia molekyylejä.
Biosfäärin muodostavien biologisten organismien rakenne voidaan jakaa useisiin organisointitasoihin: atomi- , molekyyli-, solu- , kudos- , orgaaninen- , hermostojärjestelmä ja lopuksi organismin funktionaalinen kokonaisuus.
Elävien organismien tieteellinen tutkimus suoritetaan tutkimalla kunkin tason elementtejä ja ymmärtämällä sitten näiden eri tasojen väliset vuorovaikutukset (katso artikkeli Tieteellinen menetelmä ).
Molekyylitason tutkiminen antaa mahdollisuuden ymmärtää solun toimintaa , joka on elävien olentojen perusfunktionaalinen yksikkö.