Molekula

A kémiában a molekulák két, vagy több atomból álló semleges anyagi részecskék, melyekben az atomokat erős kovalens kötés kapcsolja össze. 

A molekulákat alkothatják egyetlen kémiai elem atomjai – ilyen például az oxigénmolekula (O2) –, vagy állhat többféle elem atomjaiból is, mint például a vízmolekula (H2O).

A molekulák kristályrácsba szerveződhetnek, ekkor jön létre a molekularács.

Az összetett ionok elektromos töltéssel rendelkező anyagi részecskék, melynek atomjai szintén kovalens kötéssel kapcsolódnak egymással. Ilyen például az ammóniumion (), illetve az oxóniumion ().

A kinetikus gázelméletben a molekula kifejezést gyakran használják tetszőleges gázrészecske jelölésére, függetlenül annak összetételétől. Ez a definíció a nemesgázatomokat is molekulának tekinti, annak ellenére, hogy azok csak egyetlen – kémiai kötésben nem lévő – atomból állnak.

A molekula elnevezés a latin moles (tömeg, súly, teher) szóból ered.

Képlet 

A molekulák képlete megadja a molekulát felépítő atomok milyenségét és pontos számát, így az jellemző a különböző molekulákra.

A különböző izomerek egymáshoz képest megegyező atomokból állnak, miközben a molekulaszerkezetük eltérő.

A molekulák képlete kifejezhető a tapasztalati képlettel, molekulaképlettel vagy összegképlettel, illetve a szerkezeti, vagy más néven konstitúciós képlettel.

Tapasztalati képlet 

A tapasztalati képlet sokszor, de nem minden esetben megegyezik a molekulaképlettel. Az acetilén molekulaképlete például C2H2, de az atomok aránya 1:1, így a tapasztalati képlet CH. A vegyületek tapasztalati képlete a vegyületet alkotó atomok legkisebb egész számokkal kifejezett aránya. A vízben például a hidrogén- és oxigénatomok aránya mindig 2:1, az etanolban a szén, hidrogén és oxigén aránya 2:6:1. Ez azonban nem határozza meg egyértelműen a molekulát, hiszen például a dimetil-éterben is ugyanez az atomok aránya. Az azonos atomokból felépülő eltérő szerkezeteket izomereknek nevezzük. A szénhidrátokban például ugyanaz az atomok aránya (szén:hidrogén:oxigén=1:2:1), és így tapasztalati képletük is azonos, de a molekulákat felépítő atomok száma különbözik.

Molekulák polaritása

Apoláris molekula 
Egy kémiai elem két vagy többatomos molekulái apolárisak, ami azt jelenti, hogy a molekulának nincs elektromos dipólusmomentuma, mivel az azonos elektronegativitású atomok egyformán vonzzák a kovalens kötést létrehozó kötő elektronpárt. Például: N2, P4, Cl2, H2, S8 stb. Különböző elektronegativitású atomokból álló molekula is lehet apoláris, amennyiben a polaritásvektorok kioltják egymást. Például: CO2, CH4, CCl4, BF3 stb.

Poláris molekula (dipólusmolekula) 

Ha a molekulát különböző kémiai elemek atomjai, tehát eltérő elektronegativitású atomok alkotják, akkor az erősebben elektronegatív atom jobban vonzza a kötő elektronpárt, és ez elektroneltolódáshoz, illetve kisebb-nagyobb dipólusmomentum kialakulásához vezet: a molekulában részleges pozitív illetve negatív töltések jelennek meg. Ilyen a vízmolekula, mely éppen polaritása miatt sok ionvegyület (például konyhasó: NaCl) jó oldószere. A vízmolekulában az oxigén részlegesen negatív, a hidrogénatomok pedig részlegesen pozitív töltésűek.

Egyszerű és összetett molekulák

Monomer 
Monomernek (a görög mono „egy” és meros „rész” szavakból) nevezzük azon egyszerű molekulákat, melyek megfelelő körülmények között képesek nagy számban összekapcsolódni (polimerizáció). A monomer olyan molekula, amely kettős kötéseinek felszakadásával úgynevezett óriásmolekula jöhet létre.

Dimer 
Két összekapcsolódott monomerből álló molekula.

Trimer 
Három összekapcsolódott monomerből álló molekula.

Oligomer 
Kis („véges”) számú (rendszerint 10-100) összekapcsolódott monomerből álló molekula.

Makromolekula 
Körülbelül száznál több atomot tartalmazó óriásmolekulákat makromolekuláknak nevezzük. Ezek alapvázát jellemzően szénatomok alkotják, és a szerves kémia foglalkozik velük részletesebben.

Jegyzetek

Források 
 Molekula
 Molekulák polaritása
 Elektronegativitás

Molekulafizika
Anyagtudomány