Molécule

Une molécule est une entité électriquement neutre formée de plusieurs atomes et suffisamment stable pour posséder au moins un état vibrationnel lié. Elle constitue une unité discrète de matière : sa composition, l’enchaînement de ses atomes et leur disposition dans l’espace déterminent ensemble une grande partie de ses propriétés chimiques et physiques.

Distinctions utiles

Une molécule peut réunir des atomes identiques, comme le dioxygène O₂, ou différents, comme l’eau H₂O. Sa formule moléculaire indique la nature et le nombre des atomes, mais pas toujours leur connectivité ni leur géométrie. Deux molécules ayant la même formule brute peuvent ainsi être des isomères et présenter des propriétés distinctes.

Un ion possède une charge électrique nette. Un ion polyatomique, tel que l’ion ammonium NH₄⁺, reste donc distinct d’une molécule au sens strict de l’Union internationale de chimie pure et appliquée (IUPAC). Dans un cristal ionique tel que le chlorure de sodium, le réseau ne contient pas de molécules NaCl isolées : la formule exprime le rapport entre les ions dans l’unité de formule.

Échelle et rôle biologique

La taille des molécules s’étend de petites espèces diatomiques à des macromolécules comportant des milliers d’atomes. Une molécule n’est pas figée : ses liaisons vibrent, elle peut changer de conformation et ses électrons interagissent avec son environnement. Température, solvant, pH et présence d’autres solutés modifient ses conformations, sa réactivité ou sa solubilité sans nécessairement changer son identité chimique.

Les organismes aquatiques reposent sur des interactions moléculaires : l’eau sert de solvant, l’hémoglobine lie réversiblement l’oxygène, les protéines catalysent ou structurent, et les lipides participent aux membranes et aux réserves énergétiques. Toutes les matières ne sont cependant pas des assemblages de molécules discrètes ; métaux, sels cristallins et plasmas nécessitent d’autres modèles structuraux.