Ein Molekül ist eine chemische Struktur, die aus zwei oder mehr Atomen besteht, die durch kovalente Bindungen zusammengehalten werden. Moleküle können von einfachen Molekülen wie Sauerstoff bis hin zu komplexen organischen Molekülen wie Proteinen reichen. Moleküle können in verschiedenen Formen existieren und je nach chemischer Zusammensetzung der Moleküle aus verschiedenen Arten von Atomen bestehen.
Moleküle lassen sich in zwei Hauptkategorien einteilen: organische und anorganische. Organische Moleküle enthalten Kohlenstoffatome und sind in der Regel in lebenden Organismen zu finden, während anorganische Moleküle keine Kohlenstoffatome enthalten und in der Regel in nicht lebenden Substanzen zu finden sind. Organische Moleküle werden weiter in zwei Unterkategorien eingeteilt: Kohlenwasserstoffe und funktionelle Gruppen. Kohlenwasserstoffe sind Moleküle, die nur aus Kohlenstoff- und Wasserstoffatomen bestehen, während funktionelle Gruppen Moleküle sind, die aus mehreren verschiedenen Atomen bestehen, einschließlich Kohlenstoff- und Wasserstoffatomen.
Moleküle haben mehrere Eigenschaften, anhand derer man sie identifizieren kann. Zu diesen Eigenschaften gehören die Art der vorhandenen Atome, die Anzahl der vorhandenen Atome, die Anordnung der Atome und die Art der Bindungen, die die Atome zusammenhalten. Auch die Größe und Form von Molekülen kann zur Bestimmung ihrer Eigenschaften herangezogen werden.
Moleküle können untereinander Bindungen durch kovalente oder ionische Bindungen eingehen. Bei einer kovalenten Bindung werden die Elektronen zwischen zwei Atomen ausgetauscht, während bei einer ionischen Bindung die Elektronen von einem Atom auf ein anderes übertragen werden. Die Art der zwischen Molekülen gebildeten Bindung kann die Eigenschaften des Moleküls sowie die Stärke der Bindung beeinflussen.
Intermolekulare Kräfte sind die Kräfte, die zwischen Molekülen bestehen. Diese Kräfte sind im Allgemeinen schwächer als die Bindungen zwischen Atomen, können aber dennoch die Eigenschaften von Molekülen beeinflussen. Die häufigsten Arten von intermolekularen Kräften sind die van-der-Waals-Kräfte und Wasserstoffbrückenbindungen.
Moleküle sind für das Leben unerlässlich und kommen in allen Lebewesen vor. Moleküle wie Proteine, Kohlenhydrate, Lipide und Nukleinsäuren sind für das Funktionieren von Zellen und Organismen unerlässlich. Moleküle sind auch in der Umwelt zu finden, z. B. in der Luft, im Wasser und im Boden.
Moleküle spielen in der Chemie eine wichtige Rolle. Bei chemischen Reaktionen werden Bindungen zwischen Atomen aufgebrochen und neu gebildet, was sich wiederum auf die Eigenschaften der Moleküle auswirkt. Moleküle können auch in der Synthese verwendet werden, um neue Moleküle mit anderen Eigenschaften zu schaffen.
Moleküle können in verschiedenen Bereichen eingesetzt werden, z. B. in der Medizin, der Werkstoffkunde und der Energieerzeugung. Moleküle können zur Herstellung von Arzneimitteln verwendet werden, die zur Behandlung verschiedener Krankheiten eingesetzt werden können, oder zur Herstellung von Materialien mit bestimmten Eigenschaften, wie Stärke und Flexibilität. Moleküle können auch zur Speicherung von Energie und zur Energieerzeugung verwendet werden.