Det periodiske system er et katalog over alle de kendte elementer, og det er sikkert at sige, at dette univers ikke ville eksistere, hvis disse elementer ikke kombinerede. Hvert element er kendetegnet ved et atom med et bestemt antal protoner og neutroner i sin kerne og et bestemt antal elektroner, der omgiver dem. Når atomer kombineres, deler de deres yderste elektroner for at skabe mere bæredygtige energitilstande. Denne deling binder atomerne til en ionstruktur eller et molekyle.
TL; DR (for lang; Har ikke læst)
Atomer kan kombineres i ioniske gitterstrukturer eller i kovalente molekyler. Når forskellige typer atomer kombineres, kaldes resultatet en forbindelse.
Hvordan atomer kombineres
Tilbøjeligheden til at et atom kombineres afhænger af antallet af elektroner, det har i sin ydre skal. Hver skal har otte pladser til elektroner undtagen den første skal, som kun har to mellemrum. Hvis et par af rumene ikke er besat, søger et atom at erhverve eller dele elektroner for at udfylde det for at opnå en stabil ydre skal med otte elektroner. På den anden side er det lettere for et atom med blot et par ekstra elektroner at slippe af med dem for at opnå stabilitet. De ædle gasser, som inkluderer helium, argon og neon, har allerede stabile ydre skaller fyldt med elektroner, så disse grundstoffer danner ikke kombinationer med hinanden eller med andre atomer.
Ionisk forbindelse: Et atom med kun en elektron i sin ydre skal søger at donere elektronen til et andet atom, mens et med et enkelt rum let vil acceptere det. Atomet, der donerer denne elektron, bliver positivt ladet som et resultat, og det atom, der accepterer det, bliver negativt ladet. Elektrostatisk tiltrækning binder derefter atomerne i en gitterstruktur. Dette er ikke et molekyle, fordi atomparene ikke er uafhængige, men det er en forbindelse, fordi det er dannet af to forskellige elementer. Almindeligt bordsalt, natriumchlorid (NaCl), er det klassiske eksempel på en ionisk forbindelse.
Kovalent binding: Et atom med en, to, tre eller fire ekstra elektroner i sin ydre skal eller en mangler en, to eller tre elektroner, søger at dele elektroner for at opnå stabilitet. Når denne deling sker parvis, kaldes bindingen en kovalent binding, og den kan være meget stærk. Vandmolekylet, der dannes, når et iltmolekyle fylder dets ydre skaller med elektroner fra to brintatomer, er et eksempel. Atomer kan dele et, to eller tre elektronpar, og de forbindelser, de danner, har tendens til at have lavere smelte- og kogepunkter end ioniske forbindelser.
Alle grundstoffer undtagen metaller danner kovalente bindinger. En del af, hvad der gør et metal til hvad det er, er dets tilbøjelighed til at miste elektronerne i dets ydre skal og blive en ion, som er en ladet partikel. Ioner foretrækker at samle sig i faste gitterstrukturer. Kovalente molekyler danner derimod oftere væsker eller gasser.
Hvornår er et molekyle en forbindelse?
Atomer kan kombineres for at danne enkle molekyler, såsom vand, eller de kan kombineres i store strenge for at danne komplekse, såsom saccharose (C12H22O11). Fordi kulstof har fire elektroner i sin ydre skal, donerer det og accepterer elektroner lige så godt, og det er byggestenen for alle organiske molekyler, som livet afhænger af. Alle uorganiske og organiske molekyler sammensat af mere end et grundstof er forbindelser. Eksempler er hydrogenchlorid (HCI), methan (CH4), kuldioxid (CO2) og saccharose.
Det er også almindeligt, at atomer af det samme element deler elektroner for at opnå stabilitet. De to mest rigelige gasser i atmosfæren, kvælstof (N2) og ilt (O2), er sammensat af molekyler dannet af et enkelt element. Kvælstof- og iltmolekyler er ikke forbindelser, fordi de ikke er sammensat af forskellige grundstoffer. Selv ozon (O3), en mindre stabil og mere reaktiv kombination af iltmolekyler, kvalificerer sig ikke som en forbindelse, fordi den kun består af et enkelt element.