Periodická tabulka je katalogem všech známých prvků a lze s jistotou říci, že tento vesmír by neexistoval, kdyby se tyto prvky nekombinovaly. Každý prvek je charakterizován atomem s určitým počtem protonů a neutronů v jádru a určitým počtem elektronů, které je obklopují. Když se atomy spojí, sdílejí své nejvzdálenější elektrony a vytvářejí udržitelnější energetické stavy. Toto sdílení váže atomy na iontovou strukturu nebo molekulu.
TL; DR (příliš dlouhý; Nečetl)
Atomy se mohou spojit do struktur iontové mřížky nebo do kovalentních molekul. Když se spojí různé typy atomů, výsledek se nazývá sloučenina.
Jak se atomy kombinují
Sklon ke spojení atomu závisí na počtu elektronů, které má ve svém vnějším obalu. Každá skořápka má osm prostorů pro elektrony s výjimkou první skořápky, která má pouze dvě mezery. Pokud několik prostorů není obsazeno, atom se snaží získat nebo sdílet elektrony, aby jej naplnil, aby získal stabilní vnější obal s osmi elektrony. Na druhou stranu je pro atom s několika elektrony navíc snazší se jich zbavit, aby dosáhli stability. Vzácné plyny, které zahrnují hélium, argon a neon, již mají stabilní vnější skořápky naplněné elektrony, takže tyto prvky nevytvářejí kombinace navzájem ani s jinými atomy.
Iontová sloučenina: Atom s jediným elektronem ve vnějším obalu se snaží darovat elektron jinému atomu, zatímco jeden s jediným prostorem jej snadno přijme. Atom, který daruje tento elektron, se ve výsledku stává kladně nabitým a atom, který jej přijímá, se stává záporně nabitým. Elektrostatická přitažlivost poté váže atomy do mřížkové struktury. To není molekula, protože páry atomů nejsou nezávislé, ale je to sloučenina, protože je vytvořena ze dvou různých prvků. Obyčejná kuchyňská sůl, chlorid sodný (NaCl), je klasickým příkladem iontové sloučeniny.
Kovalentní vazba: Atom s jedním, dvěma, třemi nebo čtyřmi elektrony navíc ve vnějším obalu nebo s chybějícím jedním, dvěma nebo třemi elektrony se snaží sdílet elektrony, aby dosáhl stability. Když k tomuto sdílení dochází ve dvojicích, vazba se nazývá kovalentní vazba a může být velmi silná. Příkladem je molekula vody, která vzniká, když molekula kyslíku naplní své vnější skořápky elektrony ze dvou atomů vodíku. Atomy mohou sdílet jeden, dva nebo tři elektronové páry a sloučeniny, které tvoří, mají tendenci mít nižší teploty tání a teploty varu než iontové sloučeniny.
Všechny prvky kromě kovů tvoří kovalentní vazby. Součástí toho, co dělá kov tím, čím je, je jeho sklon ztrácet elektrony ve svém vnějším plášti a stát se iontem, což je nabitá částice. Iony dávají přednost sloučení do pevných mřížových struktur. Kovalentní molekuly naproti tomu častěji tvoří kapaliny nebo plyny.
Kdy je molekula sloučenina?
Atomy se mohou spojit za vzniku jednoduchých molekul, jako je voda, nebo se mohou spojit ve velkých řetězcích za vzniku komplexních, jako je sacharóza (C12H22Ó11). Protože uhlík má ve svém vnějším obalu čtyři elektrony, daruje a přijímá elektrony stejně dobře a je stavebním kamenem všech organických molekul, na kterých závisí život. Všechny anorganické a organické molekuly složené z více než jednoho prvku jsou sloučeniny. Příkladem je chlorovodík (HCl), methan (CH4), oxid uhličitý (CO.)2) a sacharózu.
Rovněž je běžné, že atomy stejného prvku sdílejí elektrony, aby dosáhly stability. Dva nejhojnější plyny v atmosféře, dusík (N.2) a kyslík (O.2), jsou složeny z molekul vytvořených z jednoho prvku. Molekuly dusíku a kyslíku nejsou sloučeniny, protože nejsou složeny z různých prvků. Dokonce i ozon (O.3), méně stabilní a reaktivnější kombinace molekul kyslíku, se nekvalifikuje jako sloučenina, protože se skládá pouze z jediného prvku.