Une molécule est une structure de base de la matière. L'Union internationale de chimie pure et appliquée définit la molécule comme « une entité électriquement neutre comprenant plus d'un atome ». C' est l'assemblage chimique électriquement neutre d'au moins deux atomes, différents ou non, qui peut exister à l' état libre, et qui représente la plus petite quantité de matière possédant les propriétés caractéristiques de la substance considérée. Les molécules constituent des agrégats atomiques liés par des forces de valence (liaisons covalentes) et elles conservent leur individualité physique. Des forces plus faibles, telles les liaisons hydrogène et celles de type van der Waals, les maintiennent à proximité les unes des autres à l' état liquide et/ou solide.
L'assemblage d'atomes constituant une molécule n' est pas définitif, il est susceptible de subir des modifications, c’ est -à-dire de se transformer en une ou plusieurs autres molécules ; une telle transformation est appelée réaction chimique. En revanche, les atomes qui la constituent sont des assemblages (de particules) beaucoup plus stables, qui se conservent durant une réaction chimique car la transformation d'atomes, appelée transmutation, nécessite des apports d' énergie beaucoup plus importants faisant l'objet des réactions nucléaires.
La composition chimique d'une molécule est donnée par sa formule chimique. Exemples :
la molécule de méthane CH4 est constituée d'un atome de carbone (C) et de quatre atomes d'hydrogène (H) ;
la molécule de dioxygène O2 est constituée de deux atomes d'oxygène (O).
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