Hogyan egyesülnek az atomok vegyületekké?

Míg egy elem atomjai önmagában léteznek, gyakran más atomokkal kombinálódva olyan vegyületeket képeznek, amelyek legkisebb mennyiségét molekulának nevezik. Ezek a molekulák ionos, fémes, kovalens vagy hidrogénkötés útján képződhetnek.

Az ionos kötés akkor következik be, amikor az atomok egy vagy több vegyértékelektront nyernek vagy veszítenek, aminek eredményeként az atom negatív vagy pozitív töltéssel rendelkezik. Az olyan elemek, mint a nátrium, amelyeknek szinte üres a külső héja, általában olyan atomokkal reagálnak, mint a klór, amelyeknek szinte teljes a külső héja. Amikor a nátriumatom elveszíti az elektront, töltése +1 értékűvé válik; amikor egy klóratom elektront nyer, töltése -1 lesz. Az ionos kötés révén az egyes elemek egy atomja egyesül a másikkal, és egy molekulát képez, amely stabilabb, mivel most nulla töltésű. Az ionos kötés általában az elektronok egyik atomról a másikra történő teljes átadását eredményezi.

Elektronok elvesztése vagy megszerzése helyett egyes atomok elektronokat osztanak meg, amikor molekulákat alkotnak. Azok a kovalens kötésnek nevezett atomok, amelyek kötéseket képeznek, általában nem fémek. Az elektronok megosztásával a kapott molekulák stabilabbak, mint a korábbi komponenseik voltak, mivel ez a kötés lehetővé teszi, hogy az egyes atomok teljesítsék elektronigényeiket; vagyis az elektronok vonzódnak az egyes atomok magjaihoz. Ugyanazon elem atomjai egyetlen, kettős vagy háromszoros kovalens kötést alkothatnak, a bennük lévő vegyérték elektronok számától függően.

A fémes kötés egy harmadik típusú kötés, amely az atomok között fordul elő. Ahogy a neve is mutatja, ez a típusú kötés a fémek között fordul elő. A fémes kötésben sok atom osztozik valens elektronokkal; ez azért következik be, mert az egyes atomok csak lazán tartják az elektronjaikat. Az elektronoknak ez a képessége, hogy számos atom között szabadon mozoghat, megadja a fémeknek megkülönböztető tulajdonságait, például a alakíthatóságot és a vezetőképességet. Ez a hajlítás vagy alakítás képessége törés nélkül azért következik be, mert az elektronok szétválás helyett egyszerűen egymás felett csúsznak. A fémek áramvezetési képessége azért is jelentkezik, mert ezek a közös elektronok könnyen átjutnak az atomok között.

Míg az ionos, kovalens és fémes kötés a kötés fő típusa, amelyet a vegyületek előállítására használnak, és ezek egyedi jellegűek tulajdonságai szerint a hidrogénkötés nagyon speciális típusú kötés, amely csak hidrogén és oxigén, nitrogén vagy fluor. Mivel ezek az atomok sokkal nagyobbak, mint egy hidrogénatom, az elektronok hajlamosak közelebb maradni a nagyobb atom, így kissé negatív töltésű, a hidrogénatom pedig kissé pozitív díj. Ez a polaritás teszi lehetővé a vízmolekulák összetapadását; ez a polaritás lehetővé teszi a víz számára, hogy sok más vegyületet is feloldjon.

Egyes atomok többféle kötést is alkothatnak; például a fémek, például a magnézium, ionos vagy fémes kötéseket alkothatnak, attól függően, hogy a másik atom fém vagy nem fém. Az összes kötés eredménye azonban stabil, egyedi tulajdonságokkal rendelkező vegyület.