elektricky neutrální částice složená z více než jednoho atomu From Wikipedia, the free encyclopedia
Molekula (latinsky moles, česky malá jednotka hmotnosti) je částice látky tvořená dvěma nebo více stejnými nebo různými atomy, které jsou mezi sebou vázány chemickou vazbou. Poloha atomů v molekule a typ spojení mezi nimi je přesně definováno. Všechny molekuly téže látky mají stejné chemické vlastnosti.
Molekula je nejmenší částice dané čisté látky a má stanovitelnou molekulovou hmotnost. Určuje zároveň fyzikální vlastnosti látky obsažené v částici a představuje minimální množství dané látky, jež vstupuje do chemické reakce. Molekula je proto velmi důležitým pojmem v chemii.
Nejčastěji jsou molekuly definovány jako elektricky neutrální částice složené ze dvou nebo více atomů. Mohou být složeny z atomů o stejném protonovém čísle, potom se jedná o molekuly prvků a nazývají se homonukleární (molekuly kyslíku O2). Nebo jsou složeny z atomů o různém protonovém čísle a pak jsou to molekuly sloučenin a nazývají se heteronukleární (molekula vody H2O).
Molekuly jsou základní stavební kameny látek a většina z nich je příliš malá na to, aby byla vidět pouhým okem. Nejmenší je molekula vodíku H2 (0,15 nanometru nebo 1,5 Å). Makroskopické velikosti dosahují makromolekuly, které jsou důležité pro biologické procesy (například bílkoviny, nukleové kyseliny, polysacharidy). Příkladem uměle vyrobených makromolekul jsou syntetická vlákna.
Jako první použil slovo molekula Amedeo Avogadro. Studiem molekul se zabývali i další vědci jako Robert Boyle, Jean Perrin, Linus Pauling a další. V současnosti se molekulami zabývají zejména molekulová fyzika (včetně kinetické teorie plynů) a chemie (v mnoha svých oborech, počínaje fyzikální chemií až po mnohé aplikační obory).
Molekulu si můžeme představit jako systém interagujících částic. Celková energie takového systému částic může být vyšší nebo nižší než energie jednotlivých neinteragujících částic. To je ovlivňováno vzájemným působením mezi jednotlivými částicemi nebo skupinami částic:
Molekula, která vznikne sloučením dvou nebo více atomů (iontů), je velmi stálé seskupení atomů. Pohromadě je drží síly, které nazýváme chemické vazby a jsou založeny na elektrické interakci nabitých částic (atomů, iontů). Můžeme je proto definovat podle rozdílu elektronegativit iontů na polární, nepolární a iontové. Základní chemické vazby dělíme na kovalentní, polární, iontové nebo kovové vazby (ta však není vazbou „uvnitř jedné molekuly“, má smysl pouze pro rozsáhlejší strukturu kovového krystalu). Tyto vazby jsou natolik pevné, že molekuly pak vystupují jako samostatné částice. Elektronová struktura atomů vázaných v molekule se liší od elektronové struktury volných atomů.
Vazby v molekulách je možné přerušit pouze chemickou reakcí. Při zániku chemických vazeb je nutné dodat molekule energii, aby došlo k jejímu rozpadu na jednotlivé atomy. Tato energie se nazývá disociační energie a rozpad molekuly se nazývá disociací.
Podle kvantové mechaniky se při vytváření chemických vazeb v molekulách uplatňují výměnné síly. Jsou to síly působící mezi atomy a umožňují nejenom vznik chemické vazby, ale určují i mnoho vlastností vznikající molekuly. Kvantová mechanika je popisuje jako specifické vzájemné působení stejných částic, které je výsledkem nějaké výměnné interakce. Souvisejí se symetrií nebo antisymetrií příslušné vlnové funkce vůči záměně libovolných dvou částic. Jde o kvantově mechanický jev, který nemá obdobu v klasické fyzice.
Pojem molekuly je v jednotlivých přírodovědných oborech definován podle účelu jeho použití, základní význam tak může být obsahově rozšířen, nebo naopak precizován z hlediska síly vnitřní vazby.
Molekulová fyzika např. rozšiřuje pojem molekuly i o volné (či slabě vázané) částice tvořené jedním atomem, pro které používá pojem jednoatomová molekula.[2][3] Příkladem jsou jednoatomové molekuly vzácných plynů. To umožňuje termínově jednotný popis při základním vysvětlení mechanických, termických a přenosových vlastností plynů (jako je jejich koeficient stlačitelnosti, molární tepelná kapacita, Poissonova konstanta, součinitelé difuze a tepelné vodivosti apod.) pomocí kinetické teorie plynů. Podobně je pro základní vysvětlení přenosových jevů v disociovaných sloučeninách (vedle součinitelů difuze a tepelné vodivosti např. měrná elektrická vodivost elektrolytů) výhodné rozšířit pojem molekuly o molekulové ionty, tedy o molekuly s nenulovým celkovým elektrickým nábojem. Podle polarity náboje se pak hovoří o molekulových kationtech nebo molekulových aniontech.
Pro pojem molekuly jako vázaného stavu více atomů (z kvantového pohledu soustava atomových jader sdílejících společný elektronový obal) je pak důležité odlišit, kdy se ještě jedná o vazbu atomů uvnitř molekuly a kdy už jde o mezimolekulové interakce v reálných kapalinách, molekulových krystalech a jiných kondenzovaných stavech látek. Moderní fyzikální chemie proto vymezuje pojem molekuly přísnější definicí, zahrnující i požadavek na minimální sílu vazby atomů v molekule:
V chemii jsou molekuly popsány svým názvem a chemickým vzorcem:
Systém zápisu chemických vzorců vypracoval v 19. století švédský chemik Jöns Jacob Berzelius (1779–1848). Zavedl moderní chemické značky prvků, jejichž názvy odvodil z latiny a řečtiny. Kromě návrhu chemického názvosloví určil složení více než dvou tisíc chemických sloučenin a určil relativní atomové hmotnosti 45 chemických prvků. Jeho symbolika se v chemii používá dodnes.
| Název | Molekulový vzorec | Elektronový vzorec | Valenční vzorec |
|---|---|---|---|
| Voda | H2O |  |
 |
| Metan | CH4 |  |
 |
| Propan | C3H8 |  |
 |
| Kyselina octová | C2H4O2 |  |
 |
Seamless Wikipedia browsing. On steroids.
Every time you click a link to Wikipedia, Wiktionary or Wikiquote in your browser's search results, it will show the modern Wikiwand interface.
Wikiwand extension is a five stars, simple, with minimum permission required to keep your browsing private, safe and transparent.
