Molekula

Molekula (novolat. molecula: mala masa, od lat. moles: masa) je najmanja jedinica neke jednostavne ili složene čiste kemijske tvari koja još ima za tu tvar karakteristična kemijska svojstva. Molekula se sastoji od atoma, među sobom jednakih u elementarnim tvarima, a različitih u kemijskim spojevima. Molekula je u načelu električki neutralna, sa sparenim brojem elektrona, iako se katkad molekulama smatraju i ioni i slobodni radikali (koji su električno nabijeni). Atome u molekuli drže na okupu kemijske veze. Broj atoma u molekuli može biti vrlo različit, tako na primjer molekula kisika sastoji se od 2 atoma (O₂), ugljikova dioksida od 3 atoma (CO₂) i tako dalje, sve do više milijuna atoma (na primjer molekule virusa). Molekularna formula pokazuje koji atomi i u kojem omjeru tvore molekulu, a iz toga slijedi i relativna molekularna masa. Način povezivanja atoma u molekuli prikazuje strukturna formula, a prostorni smještaj atoma u molekuli stereokemijska formula (kemijska formula).

Veličina molekule ovisi o broju, vrsti i rasporedu atoma i većinom je u granicama između od 0,1 do 10 nanometara, dok je masa obično između 10^–24 i 10^–20 grama. Masa golemih molekula (makromolekula), koje se katkad mogu vidjeti elektronskim mikroskopom, mnogo je veća (oko 10^–18 grama). Postojanje manjih molekula očituje se u mnogim pojavama kao što su difuzija, Brownovo gibanje, volumni odnosi pri spajanju plinova, toplinsko zračenje, raspršenje svjetlosti u atmosferi, ogib ili difrakcija rendgenskih zraka i drugo. Podrobni podatci o strukturi molekula pokusima (eksperimentalno) se dobivaju njihovim međudjelovanjem s elektromagnetskim zračenjem (spektroskopija)^[2]

O postojanju molekula može se govoriti samo ako postoje određene (definirane) skupine atoma koje se na okupu drže silama dovoljno jakima da se ta skupina može smatrati jedinkom. Tako su građeni spojevi u kojima su atomi povezani kovalentnim vezama, ponajprije većina organskih spojeva, plinovi (osim plemenitih plinova) i drugo. Nasuprot tomu, u mnogim kristaliziranim anorganskim tvarima (metali i njihove soli) svi su atomi međusobno povezani ionskim ili metalnim vezama pa nema izdvojenih atomskih skupina koje bi se mogle smatrati jedinkama i imati svojstva molekula. Kemijska formula u takvom slučaju pokazuje samo kemijski sastav tvari, odnosno formulsku jedinku (kemijska veza). Ima i primjera kada molekule određena sastava postoje u čvrstom i kapljevitom stanju, ali ne postoje u plinovitom stanju (jer se pri isparavanju raspadaju), ili postoje u čvrstom stanju ali se, prelazeći u kapljevito stanje, raspadaju (na primjer većina kompleksnih spojeva). Kemijska svojstva mnogih tvari određena su najvećim dijelom sastavom i strukturom njihovih molekula. Golem broj pojava i procesa u prirodi i industriji povezan je stoga s postojanjem i pretvorbama molekula i s reakcijama među njima. Molekule postoje i u međuzvjezdanoj tvari u obliku golemih molekularnih oblaka koji se mogu prepoznati po svojstvenim emisijskim linijama u radiofrekvencijskom spektralnom području.

Postojanje molekula prvi je spoznao talijanski fizičar i kemičar A. Avogadro (1811.), ali je pravu razliku između atoma i molekula objasnio gotovo 50 godina poslije talijanski kemičar S. Cannizzaro.

Među molekulama postoje međumolekularne sile, na primjer poznate Van der Waalsove sile, koje su u plinovima vrlo slabe (silama te vrste objašnjava se na primjer odstupanje realnih plinova od vladanja idealnoga plina), ali su u mnogim kapljevinama i čvrstim tvarima dovoljno jake da molekule drže na okupu, iako su bitno slabije od kemijskih veza.

Znanost biologije koja se bavi molekulama naziva se molekularna biologija.

1. ↑ Dinca, L.E.; De Marchi, F.; MacLeod, J.M.; Lipton-Duffin, J.; Gatti, R.; Ma, D.; Perepichka, D.F.; Rosei, F. 2015. Pentacene on Ni(111): Room-temperature molecular packing and temperature-activated conversion to graphene. Nanoscale. 7 (7): 3263–9. Bibcode:2015Nanos...7.3263D. doi:10.1039/C4NR07057G. ISSN 2040-3364. PMID 25619890
2. ↑ molekula, [1] "Hrvatska enciklopedija", Leksikografski zavod Miroslav Krleža, www.enciklopedija.hr, 2019.