Molekül – Was ist das? Eine Definition

Ein Molekül ist eine Ansammlung von mindestens 2 Atomen, die gleich oder verschieden sein können und durch chemische Bindungen miteinander verbunden sind. Diese Bindungen entstehen durch die Zusammenführung einer bestimmten Anzahl von Elektronen. Die Elektronen eines Atoms sind laut dem Schalenmodell auf verschiedenen “Schalen” um den Atomkern angeordnet. Jede dieser Schalen kann eine bestimmte Anzahl von Elektronen aufnehmen; je weiter entfernt sie von dieser Anzahl ist, desto leichter entstehen Verbindungen mit anderen Atomen.

Die einfachste Bindung zwischen zwei Atomen ist die sogenannte einfache kovalente Bindung, bei der die Atome jeweils ein einzelnes Elektron ihrer äußeren Schale zusammenlegen. Die beiden Elektronen bilden somit ein bindendes Doppel.

Die Struktur eines Moleküls wird durch die Anzahl der Doppelbindungen bestimmt, die bindend oder nicht bindend sind. Ein Molekül mit vier einfachen kovalenten Bindungen, wie Methan (CH4), hat eine tetraedrische Form. Ein Molekül mit vier kovalenten Bindungen, darunter eine Dreifachbindung, wie Acetylen (C2H2), hat dagegen eine lineare Form.

Die Struktur eines Moleküls wird durch die Doppelbindungen bestimmt, die sich gegenseitig abstoßen.

Chemische Zusammensetzung und Darstellung von Molekülen

Die chemische Formel eines Moleküls gibt Auskunft über seine chemische Zusammensetzung. Das Wassermolekül mit der Formel H2O besteht beispielsweise aus zwei Wasserstoffatomen, H, und einem Sauerstoffatom, O.

Andere Darstellungen können Auskunft über die Struktur des Moleküls geben, wie z. B. die folgenden Darstellungen:

• In der Strukturformel sind die bindenden Doppelbindungen zu sehen. Für das Wassermolekül ergibt sich: H – O – H
• Die Lewis-Formel zeigt die Bindungen zwischen den Atomen sowie die Valenzelektronen, die nicht an den Bindungen beteiligt sind. Sie ist gewissermaßen eine vollständigere Strukturformel
• Die Cram-Darstellung verdeutlicht die räumliche Struktur des Moleküls, unterscheidet aber nicht zwischen einfachen chemischen Bindungen und Doppelbindungen

Eine einzige Formel, aber unterschiedliche Moleküle

Diese verschiedenen Darstellungen können sehr nützlich sein, um Moleküle zu unterscheiden, die man als Isomere bezeichnet. Diese haben zwar die gleiche Summenformel, aber unterschiedliche Strukturformeln oder Darstellungen. Sie können daher unterschiedliche Eigenschaften haben.

Dies ist beispielsweise bei Butan und Methylpropan (oder Isobutan) der Fall: Beide haben die Summenformel C4H10, unterscheiden sich aber durch die Konfiguration ihrer Kohlenstoffketten.

Urhebender Autor: Redaktion Futura