Le tableau périodique est un catalogue de tous les éléments connus, et il est sûr de dire que cet univers n'existerait pas si ces éléments ne se combinent pas. Chaque élément est caractérisé par un atome avec un certain nombre de protons et de neutrons dans son noyau et un certain nombre d'électrons qui les entourent. Lorsque les atomes se combinent, ils partagent leurs électrons les plus externes pour créer des états énergétiques plus durables. Ce partage lie les atomes dans une structure ionique ou une molécule.
TL; DR (trop long; n'a pas lu)
Les atomes peuvent se combiner en structures de réseau ionique ou en molécules covalentes. Lorsque différents types d'atomes se combinent, le résultat est appelé un composé.
Comment les atomes se combinent
La propension d'un atome à se combiner dépend du nombre d'électrons qu'il a dans sa couche externe. Chaque coquille a huit espaces pour les électrons, sauf la première coquille, qui n'a que deux espaces. Si quelques-uns des espaces ne sont pas occupés, un atome cherche à acquérir ou à partager des électrons pour le remplir afin d'obtenir une enveloppe externe stable avec huit électrons. D'un autre côté, il est plus facile pour un atome avec seulement quelques électrons supplémentaires de s'en débarrasser pour atteindre la stabilité. Les gaz rares, qui comprennent l'hélium, l'argon et le néon, ont déjà des enveloppes externes stables remplies d'électrons, de sorte que ces éléments ne forment pas de combinaisons entre eux ou avec d'autres atomes.
Composé ionique : Un atome avec un seul électron dans sa couche externe cherche à donner l'électron à un autre atome, tandis qu'un atome avec un seul espace l'acceptera facilement. L'atome qui donne cet électron se charge alors positivement et l'atome qui l'accepte se charge négativement. L'attraction électrostatique lie ensuite les atomes dans une structure en treillis. Ce n'est pas une molécule, car les paires d'atomes ne sont pas indépendantes, mais c'est un composé, car il est formé de deux éléments différents. Le sel de table commun, le chlorure de sodium (NaCl), est l'exemple classique d'un composé ionique.
Liaison covalente : Un atome avec un, deux, trois ou quatre électrons supplémentaires dans sa couche externe, ou un électron manquant un, deux ou trois électrons, cherche à partager des électrons pour atteindre la stabilité. Lorsque ce partage se produit par paires, la liaison est appelée liaison covalente, et elle peut être très forte. La molécule d'eau, qui se forme lorsqu'une molécule d'oxygène remplit ses enveloppes externes d'électrons provenant de deux atomes d'hydrogène, en est un exemple. Les atomes peuvent partager une, deux ou trois paires d'électrons, et les composés qu'ils forment ont tendance à avoir des points de fusion et d'ébullition inférieurs à ceux des composés ioniques.
Tous les éléments, à l'exception des métaux, forment des liaisons covalentes. Une partie de ce qui fait d'un métal ce qu'il est est sa propension à perdre les électrons dans sa couche externe et à devenir un ion, qui est une particule chargée. Les ions préfèrent fusionner en structures en treillis solides. Les molécules covalentes, en revanche, forment plus souvent des liquides ou des gaz.
Quand une molécule est-elle un composé ?
Les atomes peuvent se combiner pour former des molécules simples, telles que l'eau, ou ils peuvent se combiner en grandes chaînes pour former des complexes, tels que le saccharose (C12H22O11). Parce que le carbone a quatre électrons dans sa coque externe, il donne et accepte les électrons aussi bien, et c'est la pierre angulaire de toutes les molécules organiques dont dépend la vie. Toutes les molécules inorganiques et organiques composées de plus d'un élément sont des composés. Des exemples sont le chlorure d'hydrogène (HCl), le méthane (CH4), dioxyde de carbone (CO2) et le saccharose.
Il est également courant que les atomes d'un même élément partagent des électrons pour atteindre la stabilité. Les deux gaz les plus abondants dans l'atmosphère, l'azote (N2) et l'oxygène (O2), sont composés de molécules formées d'un seul élément. Les molécules d'azote et d'oxygène ne sont pas des composés, car elles ne sont pas composées d'éléments différents. Même l'ozone (O3), une combinaison moins stable et plus réactive de molécules d'oxygène, ne peut pas être qualifiée de composé, car elle ne comprend qu'un seul élément.