Molécule

En chimie , une molécule est définie pendant qu'un groupe neutre suffisamment stable du électriquement au moins de deux atomes dans un arrangement défini lié par les liaisons chimiques fort en chimie organique et biochimie , la molécule limite est employé moins strictement et également est appliqué aux molécules organiques chargées et aux biomolécules Les molécules sont distinguées des ions polyatomiques dans le sens strict.

Cette définition a évolué à mesure que la connaissance de la structure des molécules a augmenté. Des définitions plus tôt étaient les molécules de définition moins précises comme plus petites particules des substances chimiques pur qui maintiennent toujours leur composition en et propriétés chimiques. Cette définition décompose souvent depuis beaucoup de substances dans une expérience ordinaire, telle que le bascule les sels de et les métaux se composent d'atomes ou d'ions mais ne sont pas faits de molécules.

Dans la théorie cinétique de intoxique que la molécule de de limite est employée souvent pour n'importe quelle particule gazeuse indépendamment de leur composition. Selon les gaz nobles de ce de définition serait également considéré les molécules de malgré le fait que ils se composent d'atome non-collé simple.

Histoire

voient également : Histoire de du

la molécule

Le " de limite ; " de la molécule ; , du " français de signification du molécule de ; particule extrêmement minutieuse, " ; a été inventé par le français de philosophe Rene Descartes dans le 1620s. Bien que l'existence des molécules ait été acceptée par beaucoup de chimistes depuis le 19ème siècle tôt en raison des lois du de Dalton de des proportions définies et multiples (1803-1808) et de la loi (1811) d'Avogadro de , il y avait de la résistance parmi les positivists et les physiciens tels que le mach , le Boltzmann , le Maxwell , et le Gibbs , qui a vu des molécules simplement en tant que constructions mathématiques commodes. Le travail du Perrin sur le mouvement brownien (1911) est considéré la preuve finale de l'existence des molécules.

À une molécule, au moins deux atomes sont associés par des paires partagées d'électrons dans une liaison covalente . Il peut se composer des atomes du même élément chimique , comme avec l'oxygène (O₂) de , ou de différents éléments, comme avec de l'eau (H₂O). Des atomes et les complexes reliés par les liens non-covalents tels que les liaisons hydrogène ou les liens ioniques ne sont pas généralement considérés les molécules simples.

Aucune molécule typique ne peut être définie pour les cristaux ioniques (le sale ) et covalents (solides de réseau de ) qui se composent de répéter les cellules d'unité qui se prolongent ou dans un avion (comme en graphite ) ou tridimensionnel (comme dans diamant ou chlorure de sodium ).

La science des molécules s'appelle la chimie moléculaire de ou la physique moléculaire de , selon le foyer. La chimie moléculaire traite les lois régissant l'interaction entre les molécules qui a comme conséquence la formation et la rupture des liaisons chimiques tandis que la physique moléculaire traite les lois régissant leur structure et propriétés. Dans la pratique, cependant, cette distinction est vague. En sciences moléculaires, une molécule se compose d'un système stable (état attaché ) comportant deux ions polyatomiques ou plus des atomes peut parfois être utilement considéré en tant que molécules électriquement chargées. La molécule instable limite est employée pour très des espèces réactives du , c., ensembles de courte durée (résonances des électrons et des noyaux , tel que radicaux , complexes moléculaires de van der Waals de d'états de transition de de molécules de Rydberg de d'ions ou systèmes des atomes se heurtants comme en condensats de Bose-Einstein de

Taille moléculaire

La plupart des molécules sont trop petites lointain à voir avec l'oeil nu, mais il y a des exceptions. ADN , une macromolécule de , peut atteindre des tailles macroscopiques du , de même que peut des molécules de beaucoup de polymères. La plus petite molécule est l'hydrogène diatomique (H₂) de du , avec une longueur totale rudement deux fois 74 de la longueur en esclavage de Picometres (0. On ne peut pas habituellement observer des molécules utilisées généralement car les blocs constitutifs pour la synthèse organique ont une dimension de quelques Å à plusieurs molécules simples de douzaine Å. par la lumière (comme remarquable ci-dessus), mais par les petites molécules et même les contours de différents atomes peuvent être tracées dans quelques circonstances au moyen d'un microscope atomique de force de . Certaines des plus grandes molécules sont les macromolécules ou le Supermolecules

Rayon

Le rayon moléculaire efficace de est la taille des affichages d'une molécule en solution. Le Tableau de du permselectivity pour différentes substances contient des exemples.

Formule moléculaire

La formule empirique d'une molécule est le rapport du nombre entier le plus simple du des éléments chimiques qui constituent le composé. Par exemple, sous leurs formes pures, l'eau se compose toujours de rapport de 2:1 de l'hydrogène à l'oxygène , et l'alcool éthylique ou l'éthanol se compose toujours de carbone , d'hydrogène , et d'oxygène dans un 2:6 : 1 rapport. Cependant, ceci ne détermine pas le genre de molécule uniquement - l'éther diméthylique a le même rapport que l'éthanol, par exemple. Des molécules avec les mêmes atomes dans différents arrangements s'appellent les isomères que la formule empirique est souvent identique que la formule moléculaire mais pas toujours. Par exemple l'acétylène de molécule a la formule moléculaire C₂H₂, mais le rapport de nombre entier le plus simple des éléments est ch. La formule moléculaire reflète le nombre exact d'atomes qui composent une molécule.

La masse moléculaire peut être calculée à partir de la formule chimique et est exprimée en unités de masse atomiques conventionnel égales à la 1/12th de la masse (isotope de C de ¹²) d'un atome carbon-12 neutre. Pour les solides de réseau de l'unité de formule de de limite est employée dans des calculs stoechiométriques du .

La géométrie moléculaire

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moléculaire de la géométrie

Les molécules ont fixé le geometries&mdash de l'équilibre ; longueurs en esclavage et angles&mdash ; au sujet de ce qu'elles oscillent sans interruption par des mouvements vibratoires et de rotation. Une substance pure se compose de molécules avec la même structure géométrique de la moyenne . La formule chimique et la structure d'une molécule sont les deux facteurs importants qui déterminent ses propriétés, en particulier sa réactivité . Les isomères partagent une formule chimique mais ont normalement les propriétés très différentes en raison de leurs différentes structures. Les stéréoisomères un type particulier d'isomères, peuvent avoir les propriétés physico-chimiques très semblables et en même temps les activités biochimiques du très différent .

Théorie moléculaire

Il y a quatre rapports des faits au sujet des molécules. Ces faits sont :

1. Toute la matière se compose de particules minuscules appelées les molécules. Il y a les espaces entre les molécules. Les molécules se déplacent constamment. Les molécules attirent un un autre.

Ces rapports forment ensemble la théorie moléculaire de , une des théories fondamentales dans la physique et chimie.

Spectroscopie moléculaire

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la spectroscopie

La spectroscopie moléculaire traite la réponse (spectre ) des molécules agissant l'un sur l'autre avec les signaux probing de l'énergie connue (ou de fréquence , selon la formule de Planck de ). La théorie de dispersion fournit le fond théorique pour la spectroscopie.

Le signal probing utilisé en spectroscopie peut être une onde électromagnétique électromagnétique ou un faisceau des particules (positrons etc. de de d'électrons ) la réponse moléculaire peut se composer de l'absorption de signal (spectroscopie d'absorption ), de l'émission d'un autre signal (spectroscopie d'émission ), de la fragmentation, ou des changements chimiques.

La spectroscopie est identifiée comme outil puissant en étudiant les propriétés microscopiques du des molécules, en particulier leurs forces afin d'extraire l'information microscopique maximum à partir des résultats expérimentaux, spectroscopie est souvent ajoutée aux calculs chimiques .

Aspects théoriques

L'étude des molécules par la physique moléculaire et la chimie théorique est en grande partie basée sur la mécanique quantique De et est essentielle pour l'arrangement de la liaison chimique . Le plus simple des molécules est le molécule-ion , H₂⁺ d'hydrogène de , et le plus simple de toutes les liaisons chimiques est le lien d'Un-électron de . H₂⁺ se compose de deux protons positively-charged et d'une limite negatively-charged de l'électron par échange du photon , ainsi il signifie que l'équation de Schrödinger de pour le système peut être plus facilement due résolu au manque de répulsion d'électron-électron. Avec le développement des calculateurs numériques rapides, les solutions approximatives pour des molécules plus compliquées sont devenues possibles et sont l'un des aspects principaux de la chimie informatique .

En essayant de définir rigoureusement si un arrangement des atomes est " ; suffisamment stable" ; pour être considéré une molécule, IUPAC propose qu'il " ; doit correspondre à une dépression sur la surface d'énergie potentielle qui est assez profonde pour confiner au moins un state" vibratoire ;.

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