Moleküle verstehen: Struktur, Aggregatzustände und Bedeutung

Überblick

Ein Molekül ist eine Gruppe von zwei oder mehr Atomen, die durch eine chemische Bindung zusammengehalten werden. Laut Tech Target variieren sie in der Größe von einatomigen Molekülen (wie Helium) bis hin zu Hunderten und Tausenden von Molekülketten, die Proteine bilden. Während Moleküle sich stets bewegen, hängt ihre Bewegungsgeschwindigkeit von ihrem Aggregatzustand ab. Im festen Zustand sind sie am stärksten eingeschränkt, im gasförmigen Zustand am freiesten. Im flüssigen Zustand befindet sich die Bewegung irgendwo zwischen fest und gasförmig.

Die Fakten

Laut Skwirk werden Moleküle, die nur ein Atom enthalten, als einatomige Moleküle bezeichnet, solche mit zwei Atomen als zweiatomige Moleküle. Moleküle müssen nicht aus demselben Element bestehen; solche, die aus zwei oder mehr verschiedenen chemisch gebundenen Elementen bestehen, werden Verbindungen genannt.

Geschichte

Laut der Geschichte eines Moleküls definierte Antoine-Laurent Lavoisier das Element als eine Substanz, die nicht weiter in kleinere Substanzen unterteilbar ist. In dieser Zeit, zwischen 1789 und 1803, definierte John Dalton ein Atom als „kleines, unzerstörbares und unteilbares Teilchen“. Diese Definitionen ermöglichten ein tieferes Verständnis der Chemie und chemischer Reaktionen. 1809 begannen Joseph-Louis Gay-Lussac und andere, mit Gasen zu experimentieren, indem sie deren Reaktionen untersuchten. Er fand heraus, dass Wasser aus zwei Volumina Wasserstoff und einem Volum Sauerstoff entsteht. Dann stellte Amendeo Avogadro 1811 fest, dass gleiche Volumina verschiedener Gasen bei gleicher Temperatur und gleichem Druck die gleiche Anzahl an Teilchen (Atomen) enthalten. Infolgedessen wurden Teilchen mit mehr als einem Atom schließlich Moleküle genannt.

Eigenschaften

Eine wichtige Unterscheidung zwischen Molekülen und Verbindungen ist, dass nicht alle Moleküle Verbindungen sind, aber alle Verbindungen Moleküle sind. Ein Beispiel für ein Molekül, das keine Verbindung ist, ist eines, das nur ein Element enthält.

Arten

Die beiden primären Arten von Verbindungen werden auf der Skwirk-Website als ionisch und kovalent identifiziert. Eine ionische Verbindung wird durch eine ionische Bindung zusammengehalten. Eine ionische Bindung ist eine Art chemische Bindung, bei der die gebundenen Elemente entweder Elektronen verlieren oder gewinnen. Andererseits wird eine kovalente Verbindung durch eine kovalente Bindung zusammengehalten (eine Bindung, bei der Atome Elektronen teilen).

Rollen

Laut Tech Target haben Moleküle eine große Bandbreite an Komplexität und Größe. Zum Beispiel hat das Element Helium nur ein Atom und wird als einatomiges Molekül bezeichnet. Das häufigste Molekül in der Erdatmosphäre ist das zweiatomige Sauerstoffmolekül, bezeichnet als O2. Weitere Beispiele sind das dreiatomige Sauerstoffmolekül O3, das in der Ozonschicht, in Kohlendioxid und in Schwefelsäure vorkommt.