Mo|le|kül 〈n. 11; Chem.〉 kleinstes Teilchen einer chem. Verbindung aus zwei od. mehr Atomen [<frz. molécule]
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Mo|le|kül [gleichbed. frz. molécule u. spätlat. molecula = kleine Masse (lat. moles = Masse, Menge, Last, Größe)], das; -s, -e; Syn.: Molekel: aus zwei oder mehr gleichartigen Atomen (H2, Cl2, O3, S8, C60; chemische Elemente) oder aus verschiedenartigen Atomen (H2O, NaCl, H2SO4, C63H88CoN14O14P; chemische Verbindungen) zusammengesetztes kleinstes Teilchen eines Stoffes. M. können ein ↑ Molekulargewicht von 2 (mol. Wasserstoff), aber auch von 106 (Polyethylen; Makromoleküle) oder gar 1014 (DNA) besitzen. Sie können elektr. neutral (Neutralmoleküle), geladen (Ionenmoleküle, Molekül-Ionen) oder Radikale sein. Die Atome im M. werden durch starke chemische Bindungen, die M. untereinander durch schwächere zwischenmolekulare Kräfte zusammengehalten. Aufschluss über die Elementzus., die Konstitution u. ggf. auch über den räumlichen Aufbau der M. geben die versch. Methoden der chem. u. physikal. Analyse, insbes. die spektroskopischen Verfahren. Aus den Resultaten lassen sich, ggf. mit Hilfe der Quantenchemie, die versch. Arten der ↑ Formeln für die M.-Struktur ableiten.
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kleinste, aus verschiedenen Atomen bestehende Einheit einer chemischen Verbindung, die noch die charakteristischen Merkmale dieser Verbindung aufweist.
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Molekül
[französisch, von lateinisch moles »Masse«] das, -s/-e, Molekel die, -/-n, Chemie und Physik: mehr oder weniger stabiles, durch chemische Bindung zusammengehaltenes Teilchen aus mindestens zwei gleichartigen (homonukleare Moleküle) oder ungleichartigen Atomen (heteronukleare Moleküle). Moleküle sind (nach allgemeinem Verständnis) chemisch abgesättigt und elektrisch neutral, können aber auch als Radikale oder Ionen (Molekülionen) auftreten. Die Atome im Molekül werden durch Atombindungen (chemische Bindung) zusammengehalten, während zwischen den Molekülen schwächere Molekularkräfte (die zwischenmolekularen Kräfte) wirken. Diese bewirken auch den Zusammenhalt der Molekülgitter, in deren Kristallgittern die Gitterpunkte von valenzmäßig abgesättigten Molekülen besetzt sind. Zur Charakterisierung eines Moleküls gibt man in der Summenformel die Art und die Zahl der Atome an, die es enthält, z. B. bei Wasser, H2O, zwei Wasserstoffatome (H) und ein Sauerstoffatom (O). Bei komplizierteren Molekülen ist diese Charakterisierung allerdings unzureichend, da z. B. das Molekül C2H6O je nach der Verknüpfung der Atome Äthanol (CH3CH2OH) oder Dimethyläther (CH3OCH3) sein kann (Isomerie, Mesomerie).
Genauere Angaben über die Struktur von Molekülen erhält man u. a. aus deren experimentell beobachteter Wechselwirkung mit elektromagnetischer Strahlung. Durch hochauflösende spektroskopische Messungen (Molekülspektroskopie) sind mithilfe der Quantenmechanik Bindungslängen und Bindungswinkel (Lage zweier Bindungen zueinander) zugänglich. Untersuchungen über die Temperaturabhängigkeit der Dielektrizitätskonstanten geben Auskunft über die Ladungsverteilung in einer Bindung (Dipolmolekül). Je nach der Geometrie der einzelnen Bindungen entstehen die unterschiedlichsten Molekülformen (wie Kugelmoleküle, Fadenmoleküle), die heute gezielt synthetisiert werden.
Da bei der Vereinigung der Atome zu Molekülen Bindungsenergie frei wird, sind Moleküle energieärmer als die Atome, aus denen sie aufgebaut sind. Die Masse eines Moleküls (Molekülmasse) liegt zwischen 10-24 und 10-20 g, die eines aus mehreren Millionen meist gleichartiger Bausteine bestehenden Makromoleküls beträgt etwa 10-18 g. Die Größe der Moleküle ist abhängig von der Anzahl der sie aufbauenden Atome und deren Anordnung, sie liegt bei gewöhnlichen Molekülen zwischen 10-8 und 10-7 cm. Die Abmessungen von Molekülen lassen sich nicht exakt festlegen, da ihre Elektronenhüllen keine starren Begrenzungen aufweisen und daher verschiedene experimentelle Methoden (z. B. innere Reibung einer Substanz, Kristallstruktur) unterschiedliche Werte liefern. Nur im Fall genügend hochmolekularer Verbindungen lassen sich Moleküle sichtbar machen (Elektronenmikroskop). Zur Beobachtung niedrigmolekularer Substanzen wie Wasserstoff stehen nur indirekte Methoden (Beugung von Elektronen-, Röntgen- oder Neutronenstrahlen) zur Verfügung.
Moleküle kommen auch in der interstellaren Materie vor und dort in großen, massereichen Regionen, den Molekülwolken; sie werden im Allgemeinen anhand ihrer charakteristischen Emissionslinien im Radiofrequenzbereich identifiziert (Radioastronomie).
K. Hensen: M.-Bau u. Spektren (1983);
F. Kober: Symmetrie der M. (1983);
A. Lösche: M.-Physik (Berlin-Ost 1984);
P. Rademacher: Strukturen organ. M. (1987);
F. Engelke: Aufbau der M. (31996).
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Universal-Lexikon. 2012.