Kā atomi apvienojas, veidojot savienojumus?

Kaut arī elementa atomi pastāv atsevišķi, tie bieži apvienojas ar citiem atomiem, veidojot savienojumus, kuru mazāko daudzumu sauc par molekulu. Šīs molekulas var veidot, savienojot vai nu ar jonu, metālu, kovalentu vai ūdeņradi.

Jonu saistīšana notiek, kad atomi iegūst vai zaudē vienu vai vairākus valences elektronus, kā rezultātā atomam ir vai nu negatīvs, vai pozitīvs lādiņš. Tādi elementi kā nātrijs, kam ir gandrīz tukši ārējie apvalki, parasti reaģēs ar tādiem atomiem kā hlors, kuriem ir gandrīz pilni ārējie apvalki. Kad nātrija atoms zaudē elektronu, tā lādiņš kļūst par +1; kad hlora atoms iegūst elektronu, tā lādiņš kļūst par -1. Izmantojot jonu saiti, katra elementa atoms apvienosies ar otru, veidojot molekulu, kas ir stabilāka, jo tagad tai ir nulles lādiņš. Parasti jonu saites rezultātā elektroni tiek pilnībā pārnesti no viena atoma uz otru.

Tā vietā, lai zaudētu vai iegūtu elektronus, daži atomi, veidojot molekulas, tā vietā dalās ar elektroniem. Atomi, kas veido saites ar šo metodi, ko dēvē par kovalentu saiti, parasti ir nemetāli. Daloties elektronos, iegūtās molekulas ir stabilākas nekā to iepriekšējās sastāvdaļas, jo šī saite ļauj katram atomam izpildīt savas elektronu prasības; tas ir, elektronus piesaista katra atoma kodoli. Viena un tā paša elementa atomi var veidot vienreizējas, divkāršas vai trīskāršas kovalentās saites atkarībā no to saturošo valences elektronu skaita.

Metāliskā saistīšana ir trešais savienojuma veids, kas notiek starp atomiem. Kā norāda tās nosaukums, šāda veida saites notiek starp metāliem. Metāliskajā saitē daudziem atomiem ir kopīgi valences elektroni; tas notiek tāpēc, ka atsevišķi atomi tikai brīvi notur savus elektronus. Tieši šī elektronu spēja brīvi pārvietoties starp daudziem atomiem piešķir metāliem to raksturīgās īpašības, piemēram, kaļamību un vadītspēju. Šī spēja saliekties vai tikt veidota bez lūzuma rodas tāpēc, ka elektroni vienkārši slīd pāri viens otram, nevis atdalās. Metālu spēja vadīt elektrību rodas arī tāpēc, ka šie kopīgie elektroni viegli iziet starp atomiem.

Kaut arī jonu, kovalentu un metāla savienojumi ir galvenie savienojumu veidi, ko izmanto savienojumu veidošanai un piešķir tiem unikālu īpašības, ūdeņraža savienojums ir ļoti specializēts savienojumu veids, kas notiek tikai starp ūdeņradi un skābekli, slāpekli vai fluors. Tā kā šie atomi ir daudz lielāki par ūdeņraža atomu, elektroniem būs tendence palikt tuvāk lielāks atoms, piešķirot tam nedaudz negatīvu lādiņu un ūdeņraža atoms nedaudz pozitīvu maksas. Tieši šī polaritāte ļauj ūdens molekulām turēties kopā; šī polaritāte ļauj ūdenim izšķīdināt arī daudzus citus savienojumus.

Daži atomi var veidot vairāk nekā viena veida saites; piemēram, metāli, piemēram, magnijs, var veidot vai nu jonu, vai metāla saites, atkarībā no tā, vai otrs atoms ir metāls vai nemetāls. Tomēr visu savienojumu rezultāts ir stabils savienojums ar unikālu īpašību kopumu.