Was sind Moleküle?

Moleküle: Die kleinsten Teile einer chemischen Verbindung

Selbst wer keine naturwissenschaftliche Ausbildung genossen hat, hat irgendwann in seiner Schulzeit einmal etwas über Atome und Moleküle erfahren. Auch im täglichen Leben tauchen diese Begriffe immer wieder einmal auf. In vielen Kreuzworträtseln wird die Frage nach dem  kleinsten Baustein der Materie gefragt. Es ist das Atom. Atome sind die Basis der Materie. Sie bilden die chemischen Elemente, so wie Wasserstoff (H), Sauerstoff (O) oder Kohlenstoff (C).

Moleküle sind Verbindungen aus zwei oder mehreren Atomen

Was sind Moleküle?: Die Bezeichnung "Moleküle" ist klar definiert. Moleküle sind elektrisch neutrale Teilchen, die aus zwei oder mehreren Atomen bestehen. "Molekül" wurde aus der lateinischen Sprache übernommen und bezieht sich auf das Wort molecula, was übersetzt "Kleine Masse" heißt. Wie beim molekularen Sauerstoff O₂ oder beim Stickstoff N₂ können die Moleküle aus den Atomen eines einzigen chemischen Elements verbunden sein. Die meisten Moleküle setzen sich jedoch aus verschiedenen Elementen zusammen. Beispiele hierfür sind  Wasser (H₂O) und Methan (CH₄).

Für die Eigenschaft der chemischen Verbindung ist die Anordnung der Atome in den Molekülen von elementarer Bedeutung. So unterscheiden sich trotz gleicher Anzahl von Wasserstoffatomen (H), Sauerstoffatomen (O) und Kohlenstoffatomen (C) die chemische Verbindungen Ethanol (H₃C–CH₂–OH) und Dimethylether (H₃C–O–CH₃)  deutlich voneinander.

Beide Stoffe haben, wie eingangs in der Erläuterung zum Unterschied zwischen der anorganischen und organischen Chemie beschrieben, auch völlig andere Eigenschaften. Während Ethanol, in der Umgangssprache Alkohol oder Spiritus genannt, nicht nur als Genussmittel, sondern auch zur Desinfektion in der Medizin, als Lösungsmittel in der Industrie und sogar als Biokraftstoff verwendet wird, dient Dimethylether in erster Linie als Treibgas für Haarsprays und Lacksprays. Es sind also durch die unterschiedliche Anordnung der Atome in den Molekülen auch zwei völlig unterschiedliche Substanzen.

Jedes Molekül hat eine chemische Formel

Ein Molekül, von dem auch dem Unbedarftesten die chemische Formel geläufig ist, ist das Wassermolekül H₂O. Es besteht aus zwei Wasserstoffatomen und einem Sauerstoffatom.

Wissenschaftlich ausgedrückt haben sich hier drei Atome, nämlich zwei Wasserstoffatome und ein Sauerstoffatom zu einem Molekül verbunden. Die Schwefelsäure ist eine etwas komplexere Verbindung aus den Elementen Wasserstoff, Schwefel und Sauerstoff. Ein Molekül Schwefelsäure enthält zwei Atome Wasserstoff, ein Atom Schwefel und vier Atome Sauerstoff. Die chemische Formel für Schwefelsäure ist  H₂SO₄. So entstehen aus den chemischen Elementen durch die Verbindung ihrer Atome Moleküle unterschiedlichster Struktur und Wirkungsweise.