A chemical structure of a molecule is a spatial arrangement of its atoms and their chemical bonds. Its determination includes a chemist's specifying the molecular geometry and, when feasible and necessary, the electronic structure of the target molecule or other solid. Molecular geometry refers to the spatial arrangement of atoms in a molecule and the chemical bonds that hold the atoms together and can be represented using structural formulae and by molecular models; complete electronic structure descriptions include specifying the occupation of a molecule's molecular orbitals. Structure determination can be applied to a range of targets from very simple molecules (e.g., diatomic oxygen or nitrogen) to very complex ones (e.g., such as protein or DNA).
Theories of chemical structure were first developed by August Kekulé, Archibald Scott Couper, and Aleksandr Butlerov, among others, from about 1858. These theories were first to state that chemical compounds are not a random cluster of atoms and functional groups, but rather had a definite order defined by the valency of the atoms composing the molecule, giving the molecules a three dimensional structure that could be determined or solved.
Concerning chemical structure, one has to distinguish between pure connectivity of the atoms within a molecule (chemical constitution), a description of a three-dimensional arrangement (molecular configuration, includes e.g. information on chirality) and the precise determination of bond lengths, angles and torsion angles, i.e. a full representation of the (relative) atomic coordinates.
In determining structures of chemical compounds, one generally aims to obtain, first and minimally, the pattern and degree of bonding between all atoms in the molecule; when possible, one seeks the three dimensional spatial coordinates of the atoms in the molecule (or other solid).
The methods by which one can determine the structure of a molecule is called structural elucidation.
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La géométrie moléculaire ou structure moléculaire désigne l'arrangement 3D des atomes dans une molécule. . La géométrie moléculaire peut être établie à l'aide de différents outils, dont la spectroscopie et la diffraction. Les spectroscopies infrarouge, rotationnelle et Raman peuvent donner des informations relativement à la géométrie d'une molécule grâce aux absorbances vibrationnelles et rotationnelles. Les diffractométries de rayons X, de neutrons et des électrons peuvent donner des informations à propos des solides cristallins.
Un composé chimique ou corps composé, en chimie, est une substance chimique pure composée d'au moins deux éléments chimiques différents. Les atomes formant les assemblages des composés chimiques sont liés entre eux par des liaisons chimiques, qui peuvent être de différentes natures. Selon la nature des liaisons et des atomes qui les composent, les composés chimiques sont répartis dans différentes catégories comme les composés organiques, inorganiques, ioniques, intermétalliques ou encore les complexes.
vignette|175px|Spectromètre de résonance magnétique nucléaire. L'aimant de 21,2 T permet à l'hydrogène (H) de résonner à . La résonance magnétique nucléaire (RMN) est une propriété de certains noyaux atomiques possédant un spin nucléaire (par exemple H, C, O, F, P, Xe...), placés dans un champ magnétique. Lorsqu'ils sont soumis à un rayonnement électromagnétique (radiofréquence), le plus souvent appliqué sous forme d'impulsions, les noyaux atomiques peuvent absorber l'énergie du rayonnement puis la relâcher lors de la relaxation.
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