Elektrisch neutrale Teilchen, die aus mindestens zwei Atomen bestehen,
werden Moleküle genannt.
Ein Molekül Sauerstoff
besteht aus zwei miteinander verbundenen Sauerstoffatomen, die durch unpolare
Atombindungen miteinander verknüpft sind.
Ein Molekül Stickstoff
besteht aus zwei miteinander verbundenen Stickstoffatomen. Auch hier werden
die Atome durch bindende Elektronenpaare zusammen gehalten.
Bei den Stoffen Sauerstoff und Stickstoff handelt es sich nicht um chemische
Verbindungen, denn die Moleküle sind nur aus einer Atomsorte zusammengesetzt
(Bild 1).
Auch neutrale Teilchen, die aus mehreren Atomarten bestehen, nennt man Moleküle. Im Gegensatz zu den oben genannten Beispielen handelt es sich jedoch dabei um Molekülverbindungen.
Ein typisches Beispiel für eine solche chemische Verbindung ist
Wasser. Die Verbindung kann durch eine chemische
Reaktion in die Elemente Sauerstoff
und Wasserstoff zerlegt werden.
Aus der Formel und aus dem räumlichen Modell des Wassermoleküls
(Bild 2) erkennt man, dass pro Molekül je ein Sauerstoffatom mit
je zwei Wasserstoffatomen verbunden ist.
Eine Formel gibt an, aus welchen Elementen der Stoff aufgebaut ist und in welchem Verhältnis die Atome miteinander verbunden sind.
Die Größe und die Eigenschaften von Molekülen können
stark variieren. Man unterscheidet zweiatomige Moleküle 
,
Moleküle mit mehr als zwei Atomen 
und
Makromoleküle
(Cellulose, Eiweiße, PVC) , die mehrere Tausend Atome enthalten
können (Bild 3).
Zweiatomige Moleküle aus gleichen Atomen sind in der Regel Gasmoleküle.
Manche Elementsubstanzen wie Schwefel oder Phosphor bilden aber mehratomige,
unpolare Moleküle aus, die unter Normalbedingungen zu Feststoffen
kristallisieren.
Bestehen die Moleküle aus verschiedenen Atomsorten, dann liegt eine mehr oder weniger polare Atombindung vor. Je höher die Polarität und die molare Masse einer Molekülverbindung ist, um so höher ist in der Regel ihr Schmelzpunkt und ihr Siedepunkt.
Deshalb nimmt beispielsweise der Siedepunkt der Alkane mit der Anzahl
der Kohlenstoffatome im Molekül zu. Makromoleküle wie Cellulose
oder der Kunststoff Polyethylen (PE) bestehen aus mehreren Tausend
Atomen und sind unter anderem aufgrund ihres hohen Molekülgewichts
Feststoffe.