Molekül
Ein Molekül (lateinisch: molesculus = kleine Masse) ist ein Zusammenschluss von mindestens zwei gleichartigen oder verschiedenartigen Atomen, welche durch eine chemische Bindung zusammengehalten werden. Durch die stabilen Atombindungen entsteht das Molekül als ein Masseteilchen, welches nicht mehr als Anordnung verschiedener Atome, sondern als zusammenhängende Einheit wahrgenommen wird. In der Chemie ist das Molekül demnach die kleinste Einheit oder kleinste Ausprägungsform einer chemischen Verbindung. Die Verbindung von Atomen zum Molekülen gehört zu den Grundlagen der Chemie.
Inhalt
Was sind Moleküle
Ein Molekül ist die chemische Verbindung von mindestens zwei Atomen. Die Atome können entweder gleichartig sein, wie beim Sauerstoffmolekül (O2) oder fremdartig, wie beim Wassermolekül (H2O). Im Falle von Wasser besteht das Molekül aus zwei Wasserstoffatomen, mit der Abkürzung H, und einem Sauerstoffatom (O). Ein einzelner Wassertropfen besteht aus 1 Trilliarde solcher Wassermoleküle.
Wie treten Moleküle auf
Ein Molekül besteht immer aus mindestens zwei Atomen. Falls ein Molekül aus zwei gleichartigen Atomen (O2 oder N2) besteht, bezeichnet man diese als Elementmoleküle. Das Molekül besteht demnach nur aus Atomen des gleichen Elements. Die meisten Moleküle bestehen aber aus verschiedenen Elementen, wie im Beispiel von Wasser (H2O) oder Kohlendioxid (CO2).
Das Wassermolekül ist ein kleines Molekül, da es lediglich aus drei Atomen (2 x Wasserstoff, Sauerstoff) besteht. Ein solches Mikromolekül ist auch das Kohlenstoffdioxidmolekül, welches aus einem Kohlenstoffatom und zwei Sauerstoffatomen besteht. Sehr viele Moleküle sind weitaus größer, bestehen mitunter aus Tausenden Atomen. Diese werden Makromoleküle genannt. Proteine (oder Eiweiße genannt) sind bspw. solche Makromoleküle, welche aus Aminosäuren bestehen, die durch Peptide miteinander verbunden sind.
Wie groß sind Moleküle
Da Atome winzig klein sind und mit bloßem Auge nicht gesehen werden können, sind Moleküle ebenfalls winzig klein. Zweiatomige Moleküle haben eine Größe von 10−10 m. Größere Atome, welche aus mehr als zwei Atomen bestehen, haben einen Durchmesser von etwa 10−9 Metern, was immer noch winzig ist. Solche Größenbestimmungen werden mit dem Ölfleckversuch durchgeführt.
Wie werden Moleküle dargestellt
Es gibt verschiedene Möglichkeiten, Moleküle darzustellen. Die Schreibweise H2O ist bspw. eine Möglichkeit. Diese wird als Summenformel bezeichnet. Gleichzeitig ist H2O auch eine Verhältnisformel, da diese angibt, in welchem Verhältnis die Wasserstoff- und Sauerstoffatome im Wassermolekül auftreten. Eine andere Möglichkeit, Moleküle darzustellen, ist die Elektronenformel. Bei dieser Darstellung werden die Außenelektronen, welche zwischen dem Wasserstoff und Sauerstoff ausgetauscht werden, mit einbezogen.
Elektronenformel (Lewis Struktur) von Wasser
Um die chemischen Bindungen im Molekül möglichst anschaulich darzustellen, verwendet man häufig die Valenzstrichformel. Anders als bei der Summenformel werden bei der Valenzstrichformel auch Reaktionsmechanismen aufgezeigt. Eine weitere Methode wäre die Keilstrichformel, bei welcher die Elemente miteinander verbunden sind.
Punkt- und Kreuzdiagramme für einfache kovalente Moleküle: Wasserstoff (H2), Sauerstoff (O2), Stickstoff (N2), Chlor (Cl2), Wasser (H2O) und Methan (CH4).