(franz., Diminutiv v. lat.
moles), die kleinsten, durch mechanische oder physikalische
Mittel nicht weiter teilbaren Körperteilchen. Früher wurde dieser
Ausdruck häufig in derselben Bedeutung wie
Atom (s. d.) angewendet oder auch überhaupt nur zur Bezeichnung sehr kleiner
Teilchen der
Materie (Massenteilchen). Die heutige
Naturwissenschaft dagegen versteht unter Molekül im
Sinn der modernen
Chemie eine gesetzmäßig aufgebaute
Gruppe von gleichartigen oder ungleichartigen
Atomen.
Ein Molekül besteht demnach aus mindestens zwei
Atomen, welche nur auf chemischem Weg voneinander getrennt werden können.
Hiernach heißen also die kleinsten Teile chemischer
Verbindungen stets Moleküle. Das MolekülKohlensäure besteht
aus 1
AtomKohlenstoff und 2
AtomenSauerstoff, und man kann daher niemals von einem
AtomKohlensäure sprechen. Auch die kleinste,
im freien Zustand existierende
Menge eines
Elements ist ein Molekül und besteht aus wenigstens 2
Atomen dieses
Elements. Die
Kräfte, welche nach der atomistischen
Theorie die Moleküle zu einem
Körper
(Kohäsion) zusammenhalten, werden
Molekularkräfte genannt (s.
Kraft).
[* 2]
(lat. molecula, Diminutiv von moles, die Masse) nannten die alten Physiker sehr kleine Teilchen der Materie
überhaupt. Heute versteht man unter Moleküle die kleinsten Teile, in die ein Körper ohne Störung seiner chemischen
Beschaffenheit geteilt werden kann. Die Moleküle denkt man sich bestehend aus Atomen (s. d.), die weder physikalisch noch chemisch
teilbar sind. Zwischen den Moleküle wirken die Molekularkräfte (s. d.). Geht man von der Annahme aus, daß die Körper aus räumlich
getrennten Moleküle bestehen, so geben die Eigenschaften der Gase
[* 3] die besten Anhaltspunkte, um zu ermitteln,
mit welchen quantitativen Eigenschaften man die fingierten Moleküle ausstatten muß, um den Thatsachen gerecht zu werden.
Ein Gas, welches ohne Arbeitsleistung in einen leeren Raum überströmt, ändert, wie Gay-Lussac und später Joule durch den
Versuch ermittelt haben, seine Temperatur nicht. Nach der mechan. Wärmetheorie behalten also die
Moleküle ihre lebendige Kraft, ihre Geschwindigkeit bei. Dies ist nur denkbar, wenn die in einem Gase (wegen der geringen Dichte)
so weit voneinander entfernt sind, daß sie keine merklichen Molekularkräfte aufeinander ausüben. Der Druck des Gases auf
die Gefäßwand muß dann von den zahlreichen Stößen der Moleküle herrühren (s. Kinetische Gastheorie). Da
dieser Druck und die Masse des Gases bekannt ist, so folgt z. B. für die Sauerstoffgasmoleküle bei 0° C. eine mittlere
Geschwindigkeit von 461 m pro Sekunde (Clausius).
Wenn trotz dieser hohen Geschwindigkeit ein Gas in dem andern diffundierend sich nur langsam verbreitet,
so folgt, daß die mittlere Weglänge, welche ein Molekül, ohne an ein anderes zu stoßen, in einem Zuge zurücklegt, nur
klein ist. Clausius findet für den mittlern wahrscheinlichen Wert der Weglänge ^[img], worin λ die mittlere Entfernung
zweier Moleküle und s der Durchmesser der Wirkungssphäre (der merklichen Molekularkraft) ist. Die
Reibung
[* 4] der Gase beruht auf der Mischung der Moleküle von Gasschichten verschiedener Geschwindigkeit; dieselbe steigt mit der mittlern
Weglänge.
Die mittlere Weglänge L der Luftmoleküle bei 0° C. und 760 mm Quecksilberdruck folgt aus der Reibung der Luft L = 0,0000095
cm. Nimmt man mit Loschmidt, Sir William Thomson (Lord Kelvin) und Maxwell in roher Annäherung an, daß
bei Verflüssigung eines Gases die Moleküle sich bis zur Berührung ihrer Wirkungssphären genähert haben, so ist hierdurch in
dem Gase aus dem bekannten Dichtigkeitsverhältnis zur Flüssigkeit das Verhältnis λ/s gegeben, und da die absolute Größe
von L ebenfalls ermittelt werden kann, ist es möglich, auf die Dimensionen der Moleküle zu schließen.
So findet O. E. Meyer den Querschnitt eines Luftmoleküls ungefähr gleich dem zwölften Teil eines Quadrate von 1 Milliontelmillimeter
Seite, so daß sämtliche Moleküle eines Kubikzentimeters Luft von 0° C. und 760 mm Druck eine Fläche von 1,7 qm bedecken und
die Zahl von 21 Trillionen erreichen.
Plateau und Quincke haben aus den Kapillarerscheinungen die Größe der Wirkungssphäre abzuleiten gesucht. Quincke überzieht
einen festen Körper A von gewissen kapillaren Eigenschaften mit einer Schicht des Körpers B von andern Eigenschaften und
vermindert die Dicke der Schichte B so lange, bis die Eigenschaften von A wieder hervortreten. Dann
durchdringt
die Wirkungssphäre von A die Schichte B. Der Radius der Wirkungssphäre ergab sich auf diese Weise zu 0,00005 mm, erheblich
größer, als derselbe aus den Eigenschaften der Gase folgt. -
