Une molécule est une combinaison de deux atomes ou plus liés entre eux par des forces attractives appelées liaisons chimiques ; selon le contexte, l'expression peut inclure ou non les ions répondant à cette exigence. En physique quantique, en chimie organique et en biochimie, la différence entre molécules et ions est généralement ignorée, et le terme  molécule  est couramment utilisé pour désigner les ions polyatomiques. Les atomes sont les constituants essentiels d'un élément. Ils sont constitués d'un noyau et des électrons qui l'entourent. Les électrons de valence apparaissent lorsque la couche électronique d'un atome est inadéquate. Lorsque deux atomes ou plus partagent des électrons de valence de leur couche externe, ils établissent une liaison chimique et atteignent un état d'énergie inférieur. Une réaction exothermique se produit lorsque des atomes se lient, libérant de l'énergie. Si la liaison covalente est rompue et que la molécule est scindée, elle consomme de l'énergie et devient endothermique.

Les molécules diatomiques se forment lorsque deux atomes se combinent. Le monoxyde de carbone est un example de molécule diatomique, qui contient un atome de carbone et un atome d'oxygène. Une molécule diatomique homo-nucléaire, telle que l'oxygène ou l'azote, comporte deux atomes d'un même élément. L'eau et le dioxyde de carbone sont des molécules polyatomiques, qui ont plus de deux atomes. Les polymères, ou molécules plus grosses, peuvent contenir des milliers d'atomes chacun.

Il existe plusieurs méthodes par lesquelles les atomes peuvent se combiner pour former des molécules. Différents composés peuvent être créés en combinant les mêmes atomes dans différentes proportions. Le peroxyde d'hydrogène est créé lorsque deux atomes d'hydrogène et deux atomes d'oxygène se combinent, alors que deux atomes d'hydrogène et un atome d'oxygène font de l'eau. Les mêmes éléments peuvent également se combiner avec des mises en page physiques différentes, mais dans les mêmes proportions. La structure physique d'une molécule affecte ses propriétés. Une illustration de cela peut être trouvée dans l'eau, où les deux atomes d'hydrogène sont séparés par 120 degrés, créant une petite charge électrique directionnelle qui donne à l'eau ses qualités de solvant.

POIDS MOLÉCULAIRE :

La masse moléculaire d'une molécule est la somme des masses atomiques de ses atomes constitutifs. Si un matériau a une masse moléculaire M, alors M grammes de la substance sont considérés comme une mole. Le nombre d’Avogadro correspond au nombre de molécules dans une mole, qui est constant pour toutes les substances. La spectrométrie de masse, ainsi que les méthodes de transport thermodynamique et cinétique, peuvent être utilisées pour mesurer le poids moléculaire.

LIAISON CHIMIQUE

La liaison chimique fait référence à toute relation qui permet aux atomes de former des molécules, des ions, des cristaux et d'autres espèces stables qui composent les produits chimiques que nous utilisons quotidiennement. Lorsque les atomes entrent en collision, leurs noyaux et leurs électrons interagissent et se dispersent dans l'espace, ce qui se traduit par une énergie totale inférieure à celle de tout autre arrangement. Si l'énergie totale d'un groupe d'atomes est inférieure à la somme de leurs énergies individuelles, ils se lient entre eux, et la chute d'énergie est appelée énergie de liaison. Les théories qui ont amélioré la compréhension de la liaison chimique ont émergé au début du XXe siècle, après la découverte de l'électron et la mécanique quantique qui a offert un vocabulaire pour décrire l'activité de l'électron dans les atomes. Même si les chimistes utilisent la mécanique quantique pour avoir une compréhension quantitative précise de la formation des liaisons, la plupart de leur compréhension pratique de la liaison est exprimée dans des concepts intuitifs simples. Ces théories classent les liaisons en deux types : ioniques et covalentes. Le type de liaison qui est le plus susceptible de se développer entre deux atomes peut être prédit en utilisant les positions des éléments dans le tableau périodique, et les qualités des substances créées peuvent être liées au type de liaison.

MOLÉCULES POLAIRES ET NON POLAIRES

Les charges négatives et positives d'une molécule sont égales s'il n'y a pas de charge électrique nette. Les forces rencontrées par les molécules sont dictées par la configuration des charges positives et négatives dans l'espace. Lorsque la configuration présente une symétrie sphérique, la molécule est classée comme non polaire. Une molécule est considérée comme polaire si elle contient un excès de charge positive sur une extrémité et un excès de charge négative sur l'autre. On dit que cette molécule a une inclinaison mesurable du moment dipolaire pour tourner dans un champ électrique ou magnétique. Le fait de permettre aux molécules polaires de tourner génère plusieurs orientations qui génèrent des forces attractives.

Alors que les produits chimiques polaires sont hydrophiles, les molécules non polaires sont souvent lipophiles. Les substances non polaires liposolubles se dissolvent dans la partie hydrophobe non polaire de la bicouche lipidique, ce qui les rend faciles à traverser une membrane cellulaire. L'eau, une molécule polaire, peut traverser la bicouche lipidique non polaire des membranes cellulaires, mais de nombreuses autres molécules polaires, y compris les ions chargés et les composés avec de multiples chaînes latérales polaires, ne le peuvent pas. Les produits chimiques polaires utilisent des voies de transport spécifiques pour traverser les membranes lipidiques.