Molekul
Sebuah molekul adalah gugusan yang secara elektris netral yang tersusun dari dua atau lebih atom yang saling berikatan melalui ikatan kimia. Molekul dibedakan dari ion berdasarkan ketiadaan muatan listrik. Namun, dalam fisika kuantum, kimia organik, dan biokimia, istilah molekul sering digunakan dengan agak longgar, juga digunakan untuk ion poliatomik.
Dalam teori kinetika gas, istilah molekul sering digunakan untuk partikel gas apapun tanpa memperdulikan komposisinya. Menurut definisi ini, atom gas mulia dianggap sebagai molekul sebagai molekul monoatomik.
Suatu molekul dapat homonuklir, yaitu, mengandung atom-atom dari satu unsur kimia, misalnya oksigen (O2); atau dapat pula berupa heteronuklir, suatu senyawa kimia yang tersusun dari lebih dari satu unsur, misalnya air (H2O). Atom dan kompleks yang terhubung melalui ikatan non kovalen, seperti ikatan hidrogen atau ikatan ionik, umumnya dianggap sebagai molekul tunggal.
Molekul sebagai komponen materi jamak terdapat dalam zat organik (dan biokimia tentunya). Mereka menyusun sebagian besar samudera dan atmosfer. Namun, mayoritas zat padat yang kita kenal di Bumi, termasuk sebagian besar mineral yang membentuk kerak, mantel, dan inti bumi, mengandung banyak ikatan kimia, tetapi tidak tersusun dari molekul yang dapat diidentifikasi. Selain itu, tidak
ada molekul yang khas yang dapat didefinisikan sebagai kristal ionik (garam) dan kristal kovalen (padatan jaringan kovalen, network solid), meskipun ini sering tersusun dari sel unit yang berulang sehingga membentuk bidang (seperti dalam grafena) atau tiga dimensi (seperti intan, kuarsa, atau natrium klorida). Tema struktur sel unit yang berulang juga berlaku untuk sebagian
besar fase paling padat dengan ikatan logam, yang artinya bahwa logam padat juga tidak terbuat dari molekul. Dalam kaca (zat padat yang berada dalam keadaan vitreous tak teratur), atom-atom juga dapat disatukan oleh ikatan kimia tanpa adanya molekul definitif apapun, maupun tanpa adanya keterulangan unit yang teratur seperti pada kristal.
Sains molekul disebut kimia molekular atau fisika molekular, tergantung fokusnya apakah fokus pada kimia atau fisika. Kimia molekular berurusan dengan hukum-hukum yang mengatur interaksi antara molekul yang menghasilkan pembentukan dan pemecahan ikatan kimia, sementara fisika molekular berurusan dengan hukum-hukum yang mengatur struktur dan sifat-sifatnya. Namun pada prakteknya,
perbedaan ini tidak tegas. Dalam sains molekular, suatu molekul terdiri dari suatu sistem stabil (keadaan ikatan yang tersusun dari dua atau lebih atom. Ion poliatomik kadang-kadang dapat dianggap sebagai molekul bermuatan listrik. Istilah molekul tak stabil digunakan untuk spesies yang sangat reaktif, yaitu pemasangan jangka pendek (resonansi) elektron dan inti atom, seperti
radikal, ion-ion molekul, molekul Rydberg, keadaan transisi, kompleks van der Waals, atau sistem dari tumbukan atom seperti kondensat Bose-Einstein.
Menurut Merriam-Webster dan Online Etymology Dictionary, istilah "molecule" diturunkan dari the bahasa Latin "moles" atau unit kecil massa.
Molecule (1794)- "partikel yang teramat halus", dari bahasa Perancis (1678), dari bahasa Neo-Latin, kecil dari bahasa Latin "massa, penghalang". Awal maknanya samar-samar; mode kata (digunakan sampai akhir abad 18 hanya dalam bentuk Latin) dapat ditelusuri ke filsafat Descartes.
Definisi molekul telah berkembang seiring peningkatan pengetahuan tentang struktur molekul. Definisi sebelumnya kurang tepat, mendefinisikan molekul sebagai "partikel terkecil dari zat kimia murni yang masih mempertahankan komposisi dan sifat kimianya". Definisi ini sering terpatahkan karena banyak zat dalam pengalaman biasa, seperti batuan, garam, dan logam, terdiri dari jaringan kristal besar dari atom atau ion yang berikatan secara kimia, namun tidak terbuat dari molekul diskrit.
Molekul disatukan oleh ikatan kovalen atau ikatan ion. Beberapa jenis unsur nonlogam hanya ada sebagai molekul di lingkungan. Sebagai contoh, hidrogen hanya ada sebagai molekul hidrogen. Sebuah molekul senyawa terbuat dari dua unsur atau lebih.
Ikatan kovalen adalah ikatan kimia yang melibatkan pembagian pasangan elektron di antara atom. Pasangan elektron ini disebut pasangan bersama atau pasangan ikatan, dan keseimbangan stabil dari gaya tarik dan tolak antar atom, ketika mereka berbagi elektron, disebut ikatan kovalen.
Ikatan ionik adalah sejenis ikatan kimia yang melibatkan daya tarik elektrostatik antara ion dengan muatan berlawanan, dan merupakan interaksi utama yang terjadi pada senyawa ionik. Ion adalah atom yang telah kehilangan satu atau lebih elektron (disebut kation) dan atom yang telah mendapatkan satu atau lebih elektron (disebut anion). Transfer
elektron ini disebut elektrovalensi yang merupakan lawan dari kovalensi. Dalam kasus yang paling sederhana, kation adalah atom logam dan anion adalah atom nonlogam, namun ion ini bisa menjadi lebih rumit, misalnya, ion molekuler seperti NH+ 4 atau SO2 4. Sederhananya, ikatan ionik adalah transfer elektron dari logam ke nonlogam agar kedua atom mendapatkan kelopak valensi yang terisi penuh.
Kebanyakan molekul terlalu kecil untuk dilihat dengan mata telanjang, tapi terdapat pengecualian. DNA, sebuah makromolekul, dapat mencapai ukuran makroskopis, seperti kebanyakan molekul polimer. Molekul yang biasa digunakan sebagai blok pembangun untuk sintesis organik memiliki dimensi beberapa angstrom () sampai beberapa ratus , atau sekitar seper satu miliar meter. Molekul tunggal biasanya
tidak dapat diamati oleh cahaya (seperti disebutkan di atas), namun molekul kecil dan bahkan kerangka atom dapat ditelusuri dalam beberapa keadaan dengan menggunakan mikroskop gaya atom. Beberapa molekul terbesar adalah makromolekul atau supermolekul.
Jari-jari molekul efektif adalah ukuran yang ditunjukkan molekul dalam larutan. Tabel permselektivitas berbagai zat berisi contoh-contoh ini.
Rumus kimia untuk molekul menggunakan satu baris simbol unsur kimia, angka, dan terkadang juga simbol lainnya, seperti tanda kurung, tanda hubung (dash), tanda kurung siku, dan tanda plus (+) dan minus (). Ini terbatas pada satu baris tipografi simbol, yang mungkin mencakup subskrip dan superskrip.
Rumus empiris senyawa adalah jenis rumus kimia yang sangat sederhana. Ini adalah rasio bilangan bulat paling sederhana dari unsur kimia pembentuknya. Sebagai contoh, air selalu terdiri dari rasio 2:1 atom hidrogen terhadap atom oksigen, dan etil alkohol atau etanol selalu terdiri dari karbon, hidrogen, dan oksigen dalam rasio 2:6:1. Namun, ini tidak
menentukan jenis molekul secara unik- dimetil eter memiliki rasio yang sama seperti etanol, misalnya. Molekul dengan atom yang sama dalam susunan yang berbeda disebut isomer. Juga karbohidrat, misalnya, memiliki rasio yang sama (karbon:hidrogen:oksigen = 1:2:1) (dan dengan demikian rumus empiris yang sama) namun jumlah atom dalam molekulnya berbeda.
Rumus molekul mencerminkan jumlah atom yang tepat yang membentuk molekul dan mengkarakterisasi molekul yang berbeda. Namun isomer yang berbeda dapat memiliki komposisi atom yang sama saat menjadi molekul yang berbeda.
Rumus empiris seringkali sama dengan rumus molekul tapi tidak selalu. Sebagai contoh, molekul asetilena memiliki rumus molekul C2H2, namun rasio unsur yang paling sederhana adalah CH.
Massa molekul dapat dihitung dari rumus kimia dan dinyatakan dalam satuan massa atom konvensional sama dengan 1/12 massa atom karbon-12 (isotop 12C) netral. Untuk padatan jaringan, istilah unit rumus digunakan dalam perhitungan stoikiometri.
Untuk molekul dengan struktur 3 dimensi yang rumit, terutama yang melibatkan atom yang terikat pada empat substituen yang berbeda, formula molekul sederhana atau bahkan rumus kimia semi-struktural mungkin tidak cukup untuk menentukan molekul secara lengkap. Dalam kasus ini, mungkin diperlukan jenis formula grafis yang disebut rumus struktur. Rumus struktur pada gilirannya dapat diwakili dengan nama kimia satu