Kuidas ühendavad aatomid ühendeid?

Kui elemendi aatomid eksisteerivad üksi, siis nad kombineeruvad sageli teiste aatomitega, moodustades ühendid, mille väikseimat kogust nimetatakse molekuliks. Neid molekule saab moodustada kas ioonse, metallilise, kovalentse või vesiniksideme abil.

Iooniline side tekib siis, kui aatomid kas omandavad või kaotavad ühe või mitu valentselektroni, mille tulemusel on aatomil kas negatiivne või positiivne laeng. Sellised elemendid nagu naatrium, millel on peaaegu tühjad väliskestad, reageerivad tavaliselt aatomitega nagu kloor, millel on peaaegu täielikult väliskestad. Kui naatriumiaatom kaotab elektroni, saab selle laenguks +1; kui kloori aatom saab elektroni, saab selle laenguks -1. Ioonilise sideme kaudu ühendub iga elemendi aatom teisega, moodustades molekuli, mis on stabiilsem, kuna sellel on nüüd nulllaeng. Üldiselt põhjustab ioonse sidumise abil elektronide täielik ülekandmine ühest aatomist teise.

Elektronide kaotamise või hankimise asemel jagavad mõned aatomid molekule moodustades elektrone. Selle meetodi abil sidemeid moodustavad aatomid, mida nimetatakse kovalentseks sidumiseks, on tavaliselt mittemetallid. Elektrone jagades on saadud molekulid stabiilsemad kui nende varasemad komponendid, kuna see side võimaldab igal aatomil täita oma elektroninõudeid; see tähendab, et elektronid tõmbuvad iga aatomi tuuma poole. Sama elemendi aatomid võivad moodustada ühe-, kahe- või kolmekordseid kovalentseid sidemeid, sõltuvalt nende valentselektronide arvust.

Metalliline sidumine on kolmas ühendite tüüp, mis toimub aatomite vahel. Nagu nimigi ütleb, tekib seda tüüpi side metallide vahel. Metallilise sideme korral jagavad paljud aatomid valentselektrone; see juhtub seetõttu, et üksikud aatomid hoiavad oma elektrone ainult lõdvalt. See elektronide võime vabalt liikuda arvukate aatomite vahel annab metallidele nende iseloomulikud omadused, näiteks vormitavuse ja juhtivuse. See võime paindumata või ilma purunemiseta kujuneda tekib seetõttu, et elektronid libisevad eraldumise asemel lihtsalt üksteise kohal. Metallide võime juhtida elektrit tekib ka seetõttu, et need ühised elektronid läbivad kergesti aatomite vahel.

Kui iooniline, kovalentne ja metalliline sidumine on ühendite moodustamiseks ja nende ainulaadseks ühendamiseks peamised sidumisviisid omadused on vesinikside väga spetsiifiline sidumisviis, mis toimub ainult vesiniku ja hapniku, lämmastiku või fluor. Kuna need aatomid on palju suuremad kui vesinikuaatomid, kipuvad elektronid jääma lähemale suurem aatom, andes sellele veidi negatiivse laengu ja vesiniku aatomi veidi positiivse tasuta. See polaarsus võimaldab veemolekulidel kokku jääda; see polaarsus võimaldab vees lahustada ka paljusid muid ühendeid.

Mõned aatomid võivad moodustada rohkem kui ühte tüüpi sidemeid; näiteks võivad sellised metallid nagu magneesium moodustada kas ioonseid või metallilisi sidemeid, sõltuvalt sellest, kas teine ​​aatom on metall või mittemetall. Kogu sidumise tulemus on aga stabiilne ühend, millel on ainulaadsed omadused.