Periodiskā tabula ir visu zināmo elementu katalogs, un var droši teikt, ka šī Visuma nebūtu, ja šie elementi netiktu apvienoti. Katru elementu raksturo atoms, kura kodolā ir noteikts skaits protonu un neitronu, un ap tiem ir noteikts skaits elektronu. Apvienojoties atomiem, tie kopīgi izmanto savus attālākos elektronus, lai radītu ilgtspējīgākus enerģijas stāvokļus. Šī koplietošana saista atomus jonu struktūrā vai molekulā.
TL; DR (pārāk ilgi; Nelasīju)
Atomi var apvienoties jonu režģu struktūrās vai kovalentās molekulās. Apvienojot dažāda veida atomus, rezultātu sauc par savienojumu.
Kā Atomi apvienojas
Atoma apvienošanās tieksme ir atkarīga no tā elektronu skaita, kas atrodas tā ārējā apvalkā. Katrā apvalkā ir astoņas atstarpes elektroniem, izņemot pirmo apvalku, kurā ir tikai divas atstarpes. Ja dažas no atstarpēm nav aizņemtas, atoms cenšas iegūt vai koplietot elektronus, lai to piepildītu, lai panāktu stabilu ārējo apvalku ar astoņiem elektroniem. No otras puses, atomam ar tikai dažiem papildu elektroniem ir vieglāk atbrīvoties no tiem, lai sasniegtu stabilitāti. Cēlām gāzēm, kas ietver hēliju, argonu un neonu, jau ir stabili ārējie apvalki, kas piepildīti ar elektroniem, tāpēc šie elementi neveido kombinācijas savā starpā vai ar citiem atomiem.
Jonu savienojums: Atoms, kura ārējā apvalkā ir tikai viens elektrons, cenšas ziedot elektronu citam atomam, savukārt viens ar vienu atstarpi to viegli pieņems. Atoms, kas ziedo šo elektronu, rezultātā kļūst pozitīvi uzlādēts, un atoms, kas to pieņem, negatīvi lādējas. Tad elektrostatiskā pievilcība savieno atomus režģa struktūrā. Šī nav molekula, jo atomu pāri nav neatkarīgi, bet tas ir savienojums, jo tas veidojas no diviem dažādiem elementiem. Parastais galda sāls, nātrija hlorīds (NaCl), ir klasisks jonu savienojuma piemērs.
Kovalentā līmēšana: Atoms, kura ārējā apvalkā ir viens, divi, trīs vai četri papildu elektroni vai kuram trūkst viena, divu vai trīs elektronu, cenšas dalīties ar elektroniem, lai panāktu stabilitāti. Kad šī dalīšanās notiek pa pāriem, saiti sauc par kovalento saiti, un tā var būt ļoti spēcīga. Piemērs ir ūdens molekula, kas veidojas, kad skābekļa molekula piepilda savas ārējās čaulas ar elektroniem no diviem ūdeņraža atomiem. Atomiem var būt viens, divi vai trīs elektronu pāri, un to veidotajiem savienojumiem parasti ir zemākas kušanas un viršanas temperatūras nekā jonu savienojumiem.
Visi elementi, izņemot metālus, veido kovalentās saites. Daļa no tā, kas metālu padara par tādu, ir tā tieksme zaudēt elektronus ārējā apvalkā un kļūt par jonu, kas ir lādēta daļiņa. Joni dod priekšroku saplūst cietās režģu struktūrās. Kovalentās molekulas savukārt veido šķidrumus vai gāzes.
Kad molekula ir savienojums?
Atomi var apvienoties, veidojot vienkāršas molekulas, piemēram, ūdeni, vai arī tie var apvienoties lielās virknēs, veidojot sarežģītas, piemēram, saharozi (C12H22O11). Tā kā oglekļa ārējā apvalkā ir četri elektroni, tas vienlīdz labi ziedo un pieņem elektronus, un tas ir visu organisko molekulu celtniecības elements, no kuriem ir atkarīga dzīvība. Visas neorganiskās un organiskās molekulas, kas sastāv no vairāk nekā viena elementa, ir savienojumi. Piemēri ir hlorūdeņradis (HCl), metāns (CH4), oglekļa dioksīds (CO2) un saharozi.
Ir arī ierasts, ka viena elementa atomi dala elektronus, lai panāktu stabilitāti. Divas atmosfērā visvairāk sastopamās gāzes, slāpeklis (N2) un skābeklis (O2), sastāv no molekulām, kas veidotas no viena elementa. Slāpekļa un skābekļa molekulas nav savienojumi, jo tās nesastāv no dažādiem elementiem. Pat ozons (O3), kas ir mazāk stabila un reaktīvāka skābekļa molekulu kombinācija, nevar kvalificēt kā savienojumu, jo tas sastāv tikai no viena elementa.