Structure moléculaire.
Atomes, les électrons, les neutrons et les protons

Molécule

Molécule

Une molécule est un ensemble d'atomes chimiquement liés. La charge électrique des molécules est neutre.

Il y a une définition d'une molécule plus ancienne qui est moins générale et moins précise: "Une molécule est la plus petite partie d'une substance qui peut avoir une existence indépendante et stable tout en préservant ses propriétés chimiques et certaines propriétés physico-chimiques". Par cette définition, il pourrait y avoir des molécules avec un seul atome.

Types de molécules

Les molécules peuvent être formées de deux façons différentes:

  • Molécules discrètes: les molécules peuvent consister en un nombre bien défini d'atomes (habituellement un petit nombre). Les entités qui constituent dans ce cas sont appelées molécules discrètes. Ces molécules existent généralement à la fois dans l'état gazeux et dans l'état condensé. Un exemple de molécules discrètes est l'hydrogène ou les molécules de glucose.
  • Molécule géante. Dans ce second cas, les molécules peuvent être formées par des agrégats d'atomes ou d'ions qui n'existent qu'à l'état condensé. Ces structures s'étendent indéfiniment dans l'espace. Dans ce cas, nous distinguons trois sous-groupes: s'ils s'étendent dans une direction, ils sont appelés chaînes infinies, s'ils s'étendent dans deux directions, nous les appelons chaînes infinies. Si elles s'étendent en trois directions, nous appelons des structures tridimensionnelles infinies. Dans ces derniers cas, les molécules s'appellent molécules géantes. Comme exemples de molécules géantes, nous avons un cristal ionique, un sel fondu, un métal solide ou en fusion, un solide covalent (comme le diamant ou la silice, dans lequel tous les atomes sont attachés aux voisins les plus proches par des liaisons covalentes de même résistance ).

Les doigts moléculaires solides (constitués par des cristaux où les molécules occupent les noeuds du réseau) et les fluides moléculaires normaux ou associés sont des agrégats de molécules discrètes. Dans ces types de structures, les forces qui maintiennent la cohésion entre les molécules (forces van der Waals ou liens hydrogène) sont beaucoup plus faibles que les forces de valence qui lient les atomes à l'intérieur de la molécule. Par conséquent, les distances intermoléculaires sont nettement plus élevées que les distances intramoléculaires.

Qu'est-ce que les macromolécules?

Les macromolécules sont des molécules géantes où les liens entre les atomes sont de nature covalente.

Les molécules discrètes peuvent également être des macromolécules. Dans ce cas, les molécules discrètes ne peuvent être que des macromolécules à l'état condensé lorsqu'elles sont constituées par un très grand nombre d'atomes. Les macromolécules discrètes peuvent également être groupées de manière ordonnée pour former des cristaux.

Mouvement de molécules

Dans le cas des gaz, les molécules sont animées à température ambiante avec des mouvements rapides de translation et de rotation. Dans le cas des solides et des fluides moléculaires, il y a principalement des oscillations autour des positions d'équilibre.

Les atomes qui constituent les molécules sont dans des positions géométriquement définies, bien que dans les molécules il y ait des mouvements de vibration. De cette façon, les molécules discrètes ont une forme et vous pouvez parler de distances et d'angles de connexion. Cependant, ces distances et ces angles ne sont pas absolument fixés.

Énergie des molécules

L'énergie cinétique (rotationnelle, vibratoire) et l'énergie électronique des molécules peuvent être quantifiées. Les échanges d'énergie avec les rayonnements électromagnétiques donnent lieu à des spectres moléculaires. L'énergie totale des molécules dépend de la température (en particulier de l'énergie des mouvements de vibration des atomes à l'intérieur). À des températures suffisamment élevées, les vibrations sont converties d'une telle amplitude que les molécules se dissocient des atomes qui les composent.

Bien que les molécules soient électriquement neutres, les molécules sont constituées d'atomes (électrons, protons et neutrons), c'est-à-dire des particules chargées. Nous appelons des molécules non polaires si la répartition des charges électriques est symétrique. Dans le cancer, nous appelons les molécules polaires si elles sont asymétriques.

Caractéristiques et modèles de molécules

Le nombre d'éléments chimiques découverts est 116. Cependant, deux millions de produits chimiques sont identifiés. Pour cette raison, il est important de définir les paramètres caractéristiques des molécules comme l'énergie de leurs liaisons, leurs longueurs, leurs angles et le moment diélectrique en plus de la géométrie moléculaire.

Modèle de Lewis

La formation de molécules peut être illustrée par une série de modèles. Le plus ancien est le modèle de Lewis, qui explique la formation de liaisons moléculaires par la nécessité d'obtenir pour chaque atome une configuration électronique de gaz noble. C'est la règle octet, qui n'est pas toujours vraie.

Modèle moléculaire de liaison valence

Le modèle de liaison de valence le plus récent considère le chevauchement (axial ou latéral) des orbitales atomiques des différents atomes. Cette théorie est complétée par l'introduction de l'hybridation orbitale, qui permet d'expliquer les configurations spatiales des molécules.

Modèle d'orbitales moléculaires

Un troisième modèle est celui des orbitales moléculaires. Selon ce modèle, les orbitales atomiques sont liées ensemble pour former des orbitales moléculaires. Les orbitales moléculaires sont partagées par les deux atomes qui forment les liens. Les électrons situés dans les orbitales moléculaires appartiennent plutôt aux noyaux des deux atomes.

La recherche moléculaire est de plus en plus axée sur des molécules complexes (p. Ex. Des molécules biologiques) et sur des macromolécules (p. Ex. Des polymères).

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Dernier examen: 8 novembre 2016

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