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Ein Molekül ist eine elektrisch neutrale Gruppe von zwei oder mehr Atomen, die durch chemische Bindungen zusammengehalten werden. Moleküle unterscheiden sich von Ionen durch ihren Mangel an elektrischer Ladung. In der Quantenphysik, der organischen Chemie und der Biochemie wird der Begriff Molekül jedoch häufig weniger streng verwendet und auch für mehratomige Ionen verwendet.

In der kinetischen Theorie der Gase wird der Begriff Molekül häufig für jedes gasförmige Teilchen verwendet, unabhängig von seiner Zusammensetzung. Nach dieser Definition werden Edelgasatome als Moleküle betrachtet, da sie einatomige Moleküle sind.

Ein Molekül kann homonuklear sein, dh es besteht aus Atomen eines chemischen Elements, wie bei Sauerstoff (O2); oder es kann heteronuklear sein, eine chemische Verbindung, die wie bei Wasser (H2O) aus mehr als einem Element besteht. Atome und Komplexe, die durch nichtkovalente Wechselwirkungen wie Wasserstoffbrücken oder Ionenbindungen verbunden sind, werden im Allgemeinen nicht als Einzelmoleküle betrachtet.

Moleküle als Bestandteile von Materie sind in organischen Substanzen (und damit in der Biochemie) üblich. Sie machen auch den größten Teil der Ozeane und der Atmosphäre aus. Die meisten bekannten festen Substanzen auf der Erde, einschließlich der meisten Mineralien, aus denen die Kruste, der Erdmantel und der Erdkern bestehen, enthalten jedoch viele chemische Bindungen, bestehen jedoch nicht aus identifizierbaren Molekülen. Es kann auch kein typisches Molekül für ionische Kristalle (Salze) und kovalente Kristalle (Netzwerkfeststoffe) definiert werden, obwohl diese häufig aus sich wiederholenden Einheitszellen bestehen, die sich entweder in einer Ebene (wie in Graphen) oder dreidimensional (wie in Graphen) erstrecken in Diamant, Quarz oder Natriumchlorid). Das Thema der wiederholten Einheitszellstruktur gilt auch für die meisten kondensierten Phasen mit metallischer Bindung, was bedeutet, dass feste Metalle auch nicht aus Molekülen bestehen. In Gläsern (Feststoffe, die in einem ungeordneten Zustand des Glaskörpers vorliegen) können Atome auch durch chemische Bindungen zusammengehalten werden, ohne dass ein definierbares Molekül vorhanden ist, oder durch die Regelmäßigkeit sich wiederholender Einheiten, die Kristalle charakterisieren.

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