אילו אלמנטים הם קוולנטיים?

קשרים קוולנטיים הם קשרים כימיים בהם שני יסודות או יותר מתחברים על ידי שיתוף אלקטרונים, במקום העברת אלקטרונים, כפי שקורה בקשרים יוניים. קשרים אלה נוטים להופיע עם אלמנטים שאינם מתכתיים בטבלה המחזורית. מים הם חומר מוכר המורכב ממימן וחמצן המקושרים בקשרים קוולנטיים. אלמנטים אלה נחשבים קוולנטיים. אלמנטים נוספים שיכולים ליצור קשרים קוולנטיים כוללים חנקן, פחמן ופלואור.

הטבלה המחזורית מחולקת לשתי קבוצות רחבות: מתכות ולא מתכות. יש 18 לא מתכות ויותר מ 80 מתכות בטבלה המחזורית. אף על פי שקבוצת הלא מתכות כוללת אלמנטים המציגים מגוון רחב של מאפיינים, אך לכולם יש דברים משותפים מסוימים. לדוגמה, שאינם מתכות הם מוליכים גרועים יותר של חום וחשמל מאשר אלמנטים ממתכת. גם לא מתכות צפופות פחות ממתכות ויש להן נקודות התכה ורתיחה נמוכות יותר. המאפיין העיקרי של הלא מתכות ההופך אותם לקוולנטיים הוא שהם מאוד אלקטרוניים, מה שמביא להם סיכוי גבוה יותר ליצור קשרים קוולנטיים. הלא מתכות מהוות גם את רוב הרקמה של האורגניזמים החיים.

מכיוון שאינם מתכות הם מאוד אלקטרוניים, הם נרתעים יותר מלוותר על האלקטרונים שלהם במהלך תהליך ההיקשרות. אלמנטים מתכתיים פחות אלקטרוניים שליליים יוותרו בקלות על האלקטרונים שלהם במהלך ההתקשרות כדי ליצור תרכובת יציבה באמצעות קשר יוני. במהלך הקשר היוני, מתכות רבות יוותרו על אלקטרונים ללא מתכות. בהתבסס על כלל האוקטט, הקובע כי יסודות רוצים לקבל את מספר האלקטרונים כגז האציל היציב ביותר, תרכובות נוצרות בין שני אלמנטים לא מתכתיים מאוד אלקטרוניים על ידי שיתוף האלקטרונים שאף יסוד לא רוצה לוותר. מכיוון שקשרים קוולנטיים נוצרים בדרך כלל בין שני לא מתכות, תרכובות אלה מציגות הרבה מאותם מאפיינים של אלמנטים לא מתכתיים.

האלמנטים הקוולנטיים הלא מתכתיים המצויים בטבלה המחזורית כוללים:

• מֵימָן
  
• פַּחמָן
  
• חַנקָן
  
• זַרחָן
  
• חַמצָן
  
• גוֹפרִית
  
• סֵלֶנִיוּם

בנוסף, כל יסודות ההלוגן, כולל פלואור, כלור, ברום, יוד ואסטטין, הם אלמנטים קוולנטיים לא מתכתיים. הגזים האצילים היציבים ביותר, כולל הליום, ניאון, ארגון, קריפטון, קסנון ורדון, הם כולם גם יסודות קוולנטיים לא מתכתיים. יסודות אלה יוצרים קשרים זה לזה על ידי שיתוף אלקטרונים ליצירת תרכובות.

תרכובות קוולנטיות נקראות על ידי רישום היסודות הראשונים, השניים והאחרונים בנוסחת התרכובת, ואז הוספת הסוף "-יד" ליסוד הסופי. אם לתרכובת יש יותר מאלקטרון אחד לכל יסוד, מספר האלקטרונים מתווסף למכתב ליד היסוד. לדוגמא, CF4, או פחמן טטרפלואוריד, הוא תרכובת קוולנטית אחת הנחשבת לגז חממה חזק. חלק מהתרכובות הנפוצות ביותר שנמצאות באופן טבעי על פני האדמה עשויות מאלמנטים לא מתכתיים וקשריהם הקוולנטיים. לדוגמא, מים, או H2O, הם התרכובת השופעת ביותר על פני כדור הארץ ונוצרים על ידי הקשר הקוולנטי בין שני אלקטרוני מימן לאלקטרון חמצן אחד.