Ako ste naišli na svoje upute iz kemije, susreli ste se s temom kemijskih veza između atoma i molekula, a možda ste čak i naučili imena nekolicine (koja su poprilično cool, u činjenica). Ali ako bi vas netko zamolio da navedete tri razloga za stvaranje kemijskih veza, biste li mogli pomoći svom znatiželjnom prijatelju?
Kao što ćete naučiti, postoji niz vrsta kemijskih veza, ali sve veze između atoma tvore se iste bitni razlog: prilika za uključene atome da dovrše svoje najudaljenije elektronske ljuske ili valenciju školjke. Kao i mnoga živa bića koja čine atomi, niti jedna vrsta atoma (a postoji 118 pojedinačnih vrsta, nazvanih elementi) nije u najudobnijem stanju dok postoji sama.
Osnove atoma
Svi atomi imaju jedan ili više protoni,neutronima i elektroni, osim vodika, koji se sastoji od jednog protona i jednog elektrona. Broj protona i elektrona jednak je kod neutralnih atoma i određuje njihov individualni identitet, tj. Koji je element svaki od njih.
Budući da su protoni pozitivno nabijeni, dok elektroni nose negativni naboj jednak veličini naboja protona, sam atom je neutralan, jer neutroni, kako i priliče njihovom imenu, nemaju naboj. S druge strane, protoni i neutroni su vrlo slični po masi i zauzimaju središte atoma u jezgri. Elektroni su oko 2000 puta manje masivni od već sićušnih protona i neutrona.
Zamišljeno je da elektroni lete oko neke udaljenosti od jezgre u kvantiziranim razinama energije. Nalazeći se na loše definiranim vanjskim rubovima atoma, oni su subatomske čestice koje sudjeluju u kemijskoj vezi.
Klasifikacija kemijskih veza
Postoje tri osnovna načina (ili četiri, ovisno o vašoj razini permisivnosti) na koja atomi mogu stvoriti kemijsku vezu; primjeri za svaku navedeni su u nastavku.
Kovalentna veza: Jedan od razloga zašto atomi stvaraju veze je taj što su u stanju dijeliti elektrone s drugim atomima kako bi upotpunili valentne ljuske oba. Valentne ljuske dva najlakša elementa, vodik i helij, mogu zadržati do dva elektrona; valentne ljuske većine poznatih elemenata mogu primiti osam elektrona. Molekula vode, H2O, sastoji se od tri atoma i dvije identične kovalentne H-O veze.
Jonska veza: Drugi razlog zbog kojeg atomi stvaraju veze je taj što su sposobni donirati elektrone ili primati elektrone od drugih atoma kako bi dovršili svoje valentne ljuske. Te su veze obično jače od kovalentnih veza zbog razlike u elektronegativnosti između njih (fizički poticaj za "donaciju", a ne za "dijeljenje"). NaClili natrijev klorid je ionski spoj.
Metalna veza: Treći razlog zbog kojeg atomi stvaraju veze jest taj što u nekim elementima, koji se nazivaju metalima, elektroni u atomima u istom "susjedstvu" lutaju daleko od njihove jezgre i postaju dijelom "elektronskog mora" u kojem elektroni najviše energije nisu jasno povezani s jednim roditeljem jezgra. To se događa kada se metal pronađe u svom monatomskom obliku, odnosno vezanom samo za sebe; to je ono što se podrazumijeva pod "čistim zlatom" ili "čistom platinom".
Vodikova "veza": Atomi vodika, koji u nekim molekulama nose blagi pozitivni naboj, mogu stvarati jake elektrostatičke privlačnosti za negativno nabijene atome na susjedni molekule. To se događa u tekućinama kao što je voda, gdje ove veze čine neobično visoko vrelište vode među laganim tekućinama sobne temperature.
Zašto atomi "žele" pune valentne ljuske?
Ukratko, atomi su "ugodniji" ili staloženi sa stajališta puke energije kad su njihove valentne ljuske potpune. Iako je analogija nesavršena, zamislite stjenu koju na vrhu planine drži nestabilno tlo.
Iako kamena gromada može fizički postojati u ovom stanju, dok je uredno poduprta nečistoćom i kamenjem, da je imala svoj "način" gravitacija bi povukla stijenu prema najnižoj dostupnoj nadmorskoj visini kako bi potencijalnu energiju svela na minimum vrijednost.