Периодичната таблица е каталог на всички известни елементи и е безопасно да се каже, че тази вселена няма да съществува, ако тези елементи не се комбинират. Всеки елемент се характеризира с атом с определен брой протони и неутрони в ядрото си и определен брой електрони около тях. Когато атомите се комбинират, те споделят своите най-външни електрони, за да създадат по-устойчиви енергийни състояния. Това споделяне свързва атомите в йонна структура или молекула.
TL; DR (твърде дълго; Не прочетох)
Атомите могат да се комбинират в йонни решетъчни структури или в ковалентни молекули. Когато се комбинират различни видове атоми, резултатът се нарича съединение.
Как се комбинират атомите
Склонността на атома да се комбинира зависи от броя на електроните, които той има във външната си обвивка. Всяка обвивка има осем пространства за електрони с изключение на първата обвивка, която има само две пространства. Ако няколко от пространствата не са заети, атом се стреми да придобие или да сподели електрони, за да го запълни, за да постигне стабилна външна обвивка с осем електрона. От друга страна е по-лесно за атом само с няколко допълнителни електрона да се отърве от тях, за да постигне стабилност. Благородните газове, които включват хелий, аргон и неон, вече имат стабилни външни обвивки, пълни с електрони, така че тези елементи не образуват комбинации помежду си или с други атоми.
Йонно съединение: Атом само с един електрон във външната си обвивка се стреми да отдаде електрона на друг атом, докато този с едно пространство лесно ще го приеме. Атомът, който дарява този електрон, в резултат се зарежда положително, а атомът, който го приема, се зарежда отрицателно. Тогава електростатичното привличане свързва атомите в решетъчна структура. Това не е молекула, тъй като двойките атоми не са независими, но е съединение, защото е образувано от два различни елемента. Обичайната готварска сол, натриевият хлорид (NaCl), е класическият пример за йонно съединение.
Ковалентно свързване: Атом с един, два, три или четири допълнителни електрона във външната си обвивка или един липсващ един, два или три електрона, се стреми да споделя електрони, за да постигне стабилност. Когато това споделяне се случва по двойки, връзката се нарича ковалентна връзка и може да бъде много силна. Пример е водната молекула, която се образува, когато кислородната молекула запълни външните си черупки с електрони от два водородни атома. Атомите могат да споделят една, две или три електронни двойки и съединенията, които те образуват, имат по-ниски точки на топене и кипене от йонните съединения.
Всички елементи с изключение на металите образуват ковалентни връзки. Част от това, което прави метала такъв, какъвто е, е неговата склонност да губи електроните във външната си обвивка и да се превърне в йон, който е заредена частица. Йоните предпочитат да се слеят в твърди решетъчни структури. Ковалентните молекули, от друга страна, по-често образуват течности или газове.
Кога молекулата е съединение?
Атомите могат да се комбинират, за да образуват прости молекули, като вода, или могат да се комбинират в големи струни, за да образуват сложни, като захароза (С12Н22О11). Тъй като въглеродът има четири електрона във външната си обвивка, той дарява и приема електрони еднакво добре и е градивният елемент на всички органични молекули, от които зависи животът. Всички неорганични и органични молекули, съставени от повече от един елемент, са съединения. Примери са хлороводород (HCl), метан (CH4), въглероден диоксид (CO2) и захароза.
Също така е обичайно атомите на един и същи елемент да споделят електрони, за да постигнат стабилност. Двата най-разпространени газа в атмосферата, азотът (N2) и кислород (O2), са съставени от молекули, образувани от един елемент. Азотните и кислородните молекули не са съединения, тъй като не са съставени от различни елементи. Дори озон (O3), по-малко стабилна и по-реактивна комбинация от кислородни молекули, не може да се класифицира като съединение, тъй като се състои само от един елемент.