Molécula

En química, una molécula (del nuevo latín molecula, que es un diminutivo de la palabra moles, 'masa') es un grupo eléctricamente neutro y suficientemente estable de al menos dos átomos en una configuración definida, unidos por enlaces químicos fuertes covalentes.[4]​[5]​[6]​[7]​[8]​[9]​ En este estricto sentido, las moléculas se diferencian de los iones poliatómicos.Antes, se definía la molécula de forma menos general y precisa, como la más pequeña parte de una sustancia que podía tener existencia independiente y estable conservando aún sus propiedades fisicoquímicas.[10]​ Una molécula puede consistir en varios átomos de un único elemento químico, como en el caso del oxígeno diatómico (O2),[11]​ o de diferentes elementos, como en el caso del agua (H2O).No se puede definir una molécula típica para sales ni para cristales covalentes, aunque estos a menudo se componen de células unitarias repetidas que se extienden en un plano, por ejemplo, el grafeno ; o tridimensionalmente, por ejemplo, el diamante, el cuarzo, o el cloruro de sodio.En los vidrios, que son sólidos que existen en un estado vítreo desordenado, los átomos se mantienen unidos por enlaces químicos sin presencia de ninguna molécula definible, ni ninguna de la regularidad de la estructura celular unitaria repetida que caracteriza a las sales, cristales covalentes y rieles.En las ciencias moleculares, una molécula consiste en un sistema estable (estado ligado) compuesto por dos o más átomos.Los iones poliatómicos pueden considerarse a veces como moléculas cargadas eléctricamente.Según la Real Academia Española el vocablo «molécula» deriva del latín moles 'mole' o 'masa' y el sufijo diminutivo -ula 'masa pequeña'.De acuerdo con esta definición, que resulta razonablemente útil para aquellas sustancias puras constituidas por moléculas, podrían existir las "moléculas monoatómicas" de gases nobles, mientras que las redes cristalinas, sales, metales y la mayoría de vidrios quedarían en una situación confusa.Las moléculas se encuentran fuertemente enlazadas con la finalidad de formar materia.Las moléculas están formadas por átomos unidos por medio de enlaces químicos.Una molécula es una unidad de sustancia que puede ser monoatómica o poliatómica.Varios tipos de elementos no metálicos existen solo como moléculas en el medio ambiente.[19]​ Una molécula homonuclear está formada por dos o más átomos de un solo elemento.[22]​ El enlace iónico es un tipo de enlace químico que implica la atracción electrostática entre iones con carga eléctrica opuesta y es la interacción principal que se produce en los compuestos iónicos.Los iones son átomos que han perdido uno o más electrones (denominados cationes) y átomos que han ganado uno o más electrones (denominados aniones).[23]​ Esta transferencia de electrones se denomina electrovalencia en contraste con la covalencia.En el caso más simple, el catión es un átomo de metal y el anión es un átomo no metálico, pero estos iones pueden ser de naturaleza más complicada, por ejemplo, iones moleculares como NH4+ o SO4 2−.A temperaturas y presiones normales, la unión iónica crea principalmente sólidos (u ocasionalmente líquidos) sin moléculas identificables separadas, pero la vaporización/sublimación de tales materiales produce pequeñas moléculas separadas donde los electrones aún se transfieren lo suficiente como para que los enlaces se consideren iónicos en lugar de covalentes.Contiene los símbolos de los elementos presentes en la molécula, así como su proporción indicada por los subíndices.Para moléculas más complejas, como las que se encuentran comúnmente en química orgánica, la fórmula química no es suficiente, y vale la pena usar una fórmula estructural o una fórmula esqueletal, las que indican gráficamente la disposición espacial de los distintos grupos funcionales.En proteínas, por ejemplo, cabe distinguir entre estructura primaria (orden de los aminoácidos), secundaria (primer plegamiento en hélices, hojas, giros…), terciaria (plegamiento de las estructuras tipo hélice/hoja/giro para dar glóbulos) y cuaternaria (organización espacial entre los diferentes glóbulos).La mecánica clásica y el electromagnetismo clásico no podían explicar la existencia y estabilidad de las moléculas, ya que de acuerdo con sus ecuaciones una carga eléctrica acelerada emitiría radiación por lo que los electrones necesariamente perderían energía cinética por radiación hasta caer sobre el núcleo atómico.En mecánica cuántica una molécula o un ion poliatómico se describe como un sistema formado porPara estudiar este sistema es necesario analizar el siguiente hamiltoniano cuántico: (1)es la posición de los núcleos que para el análisis se considera fija.La propiedad de ser autoadjunto implicará que las energías son cantidades reales, y el que sean acotados inferiormente implicará que existe un estado fundamental de mínima energía por debajo del cual los electrones no pueden decaer, y por tanto, las moléculas serán estables, ya que los electrones no pueden perder y perder energía como parecían predecir las ecuaciones del electromagnetismo clásico.Dos resultados matemáticos adicionales nos dicen como son las energías permitidas de los electrones dentro de una molécula:[24]​ Teorema HVZ para átomos y moléculas BOEl espectro esencialAdemás dentro de la mecánica cuántica puede demostrarse que pueden existir iones positivos (cationes, con carga positiva comparable al núcleo atómico), mientras que no es igual de fácil tener iones negativos (aniones), el siguiente resultado matemático implica tiene que ver con la posibilidad de cationes y aniones:[24]​ TeoremaPara