La tabla periódica es un catálogo de todos los elementos conocidos, y es seguro decir que este universo no existiría si estos elementos no se combinaran. Cada elemento se caracteriza por un átomo con una cierta cantidad de protones y neutrones en su núcleo y una cierta cantidad de electrones rodeándolos. Cuando los átomos se combinan, comparten sus electrones más externos para crear estados energéticos más sostenibles. Este compartir une los átomos en una estructura iónica o una molécula.
TL; DR (demasiado largo; No leí)
Los átomos pueden combinarse en estructuras reticulares iónicas o en moléculas covalentes. Cuando se combinan diferentes tipos de átomos, el resultado se llama compuesto.
Cómo se combinan los átomos
La propensión de un átomo a combinarse depende de la cantidad de electrones que tenga en su capa exterior. Cada capa tiene ocho espacios para electrones, excepto la primera capa, que tiene solo dos espacios. Si algunos de los espacios no están ocupados, un átomo busca adquirir o compartir electrones para llenarlo y lograr una capa exterior estable con ocho electrones. Por otro lado, es más fácil para un átomo con solo unos pocos electrones adicionales deshacerse de ellos para lograr la estabilidad. Los gases nobles, que incluyen helio, argón y neón, ya tienen capas externas estables llenas de electrones, por lo que estos elementos no forman combinaciones entre sí o con otros átomos.
Compuesto iónico: Un átomo con un solo electrón en su capa exterior busca donar el electrón a otro átomo, mientras que uno con un solo espacio lo aceptará fácilmente. Como resultado, el átomo que dona este electrón se carga positivamente y el átomo que lo acepta se carga negativamente. La atracción electrostática luego une los átomos en una estructura reticular. Esta no es una molécula, porque los pares de átomos no son independientes, pero es un compuesto, porque está formado por dos elementos diferentes. La sal de mesa común, el cloruro de sodio (NaCl), es el ejemplo clásico de un compuesto iónico.
Unión covalente: Un átomo con uno, dos, tres o cuatro electrones adicionales en su capa exterior, o uno al que le faltan uno, dos o tres electrones, busca compartir electrones para lograr la estabilidad. Cuando este intercambio ocurre en pares, el enlace se llama enlace covalente y puede ser muy fuerte. La molécula de agua, que se forma cuando una molécula de oxígeno llena sus capas externas con electrones de dos átomos de hidrógeno, es un ejemplo. Los átomos pueden compartir uno, dos o tres pares de electrones, y los compuestos que forman tienden a tener puntos de fusión y ebullición más bajos que los compuestos iónicos.
Todos los elementos, excepto los metales, forman enlaces covalentes. Parte de lo que hace que un metal sea lo que es es su propensión a perder los electrones en su capa exterior y convertirse en un ion, que es una partícula cargada. Los iones prefieren fusionarse en estructuras de celosía sólidas. Las moléculas covalentes, por otro lado, forman más a menudo líquidos o gases.
¿Cuándo es una molécula un compuesto?
Los átomos pueden combinarse para formar moléculas simples, como el agua, o pueden combinarse en grandes cadenas para formar otras complejas, como la sacarosa (C12H22O11). Debido a que el carbono tiene cuatro electrones en su capa exterior, dona y acepta electrones igualmente bien, y es el componente básico de todas las moléculas orgánicas de las que depende la vida. Todas las moléculas orgánicas e inorgánicas compuestas por más de un elemento son compuestos. Algunos ejemplos son el cloruro de hidrógeno (HCl), el metano (CH4), dióxido de carbono (CO2) y sacarosa.
También es común que los átomos del mismo elemento compartan electrones para lograr la estabilidad. Los dos gases más abundantes en la atmósfera, el nitrógeno (N2) y oxígeno (O2), están compuestos por moléculas formadas a partir de un solo elemento. Las moléculas de nitrógeno y oxígeno no son compuestos, porque no están compuestas por elementos diferentes. Incluso el ozono (O3), una combinación menos estable y más reactiva de moléculas de oxígeno, no califica como compuesto porque consta de un solo elemento.