Periodni sustav je katalog svih poznatih elemenata i sigurno je reći da ovaj svemir ne bi postojao da se ti elementi ne kombiniraju. Svaki element karakterizira atom s određenim brojem protona i neutrona u svojoj jezgri i određenim brojem elektrona koji ih okružuju. Kada se atomi kombiniraju, dijele svoje najudaljenije elektrone kako bi stvorili održivija energetska stanja. Ovo dijeljenje veže atome u ionsku strukturu ili molekulu.
TL; DR (predugo; Nisam pročitao)
Atomi se mogu kombinirati u ionske rešetkaste strukture ili u kovalentne molekule. Kada se kombiniraju različite vrste atoma, rezultat se naziva spoj.
Kako se atomi kombiniraju
Sklonost atomu da se kombinira ovisi o broju elektrona koje ima u vanjskoj ovojnici. Svaka ljuska ima osam prostora za elektrone, osim prve ljuske koja ima samo dva prostora. Ako nekoliko prostora nije zauzeto, atom pokušava steći ili podijeliti elektrone kako bi ga ispunio kako bi postigao stabilnu vanjsku ljusku s osam elektrona. S druge strane, atom koji ima samo nekoliko dodatnih elektrona lakše ih se riješi da bi postigao stabilnost. Plemeniti plinovi, koji uključuju helij, argon i neon, već imaju stabilne vanjske ljuske ispunjene elektronima, pa ti elementi ne čine kombinacije jedni s drugima ili s drugim atomima.
Jonski spoj: Atom sa samo jednim elektronom u vanjskoj ljusci želi donirati elektron drugom atomu, dok će ga onaj s jednim prostorom lako prihvatiti. Atom koji donira ovaj elektron postaje pozitivno nabijen, a atom koji ga prihvati postaje negativno nabijen. Elektrostatičko privlačenje tada atome veže u rešetkastu strukturu. Ovo nije molekula, jer parovi atoma nisu neovisni, već je spoj, jer je stvoren od dva različita elementa. Uobičajena kuhinjska sol, natrijev klorid (NaCl), klasičan je primjer ionskog spoja.
Kovalentno lijepljenje: Atom s jednim, dva, tri ili četiri dodatna elektrona u vanjskoj ljusci ili jedan koji nedostaje jedan, dva ili tri elektrona, želi dijeliti elektrone kako bi postigao stabilnost. Kad se ovo dijeljenje dogodi u parovima, veza se naziva kovalentnom vezom i može biti vrlo jaka. Primjer je molekula vode koja nastaje kada molekula kisika ispuni svoje vanjske ljuske elektronima iz dva atoma vodika. Atomi mogu dijeliti jedan, dva ili tri elektronska para, a spojevi koje tvore imaju niža tališta i vrelišta od ionskih spojeva.
Svi elementi osim metala tvore kovalentne veze. Dio onoga što metal čini onim što jest jest njegova sklonost da izgubi elektrone u vanjskoj ovojnici i postane ion, što je nabijena čestica. Joni se radije spajaju u čvrste rešetkaste strukture. Kovalentne molekule, s druge strane, češće tvore tekućine ili plinove.
Kada je molekula spoj?
Atomi se mogu kombinirati i oblikovati jednostavne molekule, poput vode, ili se mogu kombinirati u velikim žicama da bi stvorili složene, poput saharoze (C12H22O11). Budući da ugljik ima četiri elektrona u vanjskoj ljusci, on jednako dobro daruje i prihvaća elektrone i on je gradivni element svih organskih molekula o kojima ovisi život. Sve anorganske i organske molekule sastavljene od više elemenata su spojevi. Primjeri su klorovodik (HCl), metan (CH4), ugljični dioksid (CO2) i saharoze.
Također je uobičajeno da atomi istog elementa dijele elektrone kako bi postigli stabilnost. Dva najzastupljenija plina u atmosferi, dušik (N2) i kisika (O2), sastoje se od molekula nastalih od jednog elementa. Molekule dušika i kisika nisu spojevi, jer nisu sastavljeni od različitih elemenata. Čak i ozon (O3), manje stabilna i reaktivnija kombinacija molekula kisika, ne može se kvalificirati kao spoj, jer se sastoji od samo jednog elementa.