Ja esat ieradies savā ķīmijas instrukcijā, esat saskāries ar ķīmisko saišu tēmu starp atomiem un molekulām, un varbūt jūs pat uzzinājāt dažu nosaukumus (kas ir diezgan atdzist, fakts). Bet, ja kāds jūs lūgtu norādīt trīs ķīmisko saišu veidošanās iemeslus, vai jūs varētu palīdzēt savam ziņkārīgajam draugam?
Kā jūs uzzināsiet, ir vairāki ķīmisko saišu veidi, taču visas saites starp atomiem veidojas vienādi būtisks iemesls: iespēja iesaistītajiem atomiem pabeigt savu visattālāko elektronu apvalku jeb valenci čaumalas. Tāpat kā daudzu dzīvo būtņu atomi veido, neviens atoms (un ir 118 individuāli veidi, ko sauc par elementiem) nav visērtākajā stāvoklī, kamēr tas eksistē viens pats.
Atoma pamati
Visiem atomiem ir viens vai vairāki protoni,neitroni un elektroni, izņemot ūdeņradi, kas sastāv no viena protona un viena elektrona. Protonu un elektronu skaits ir vienāds neitrālos atomos un nosaka to individuālo identitāti, t.i., kāds elements katrs no tiem ir.
Tā kā protoni ir pozitīvi uzlādēti, kamēr elektroni nes negatīvu lādiņu, kas ir vienāds ar protona lādiņu, pats atoms ir neitrāls, jo neitroniem, kas atbilst viņu nosaukumam, nav maksas. No otras puses, protoni un neitroni ir ļoti līdzīgi pēc masas un aizņem atoma centru kodolā. Elektroni ir apmēram 2000 reizes mazāk masīvi nekā jau tā niecīgie protoni un neitroni.
Elektroni tiek uzskatīti par tādiem, kas kvantētos enerģijas līmeņos lido apmēram kādā attālumā no kodola. Atrodoties uz slikti definētajām atomu ārējām malām, tās ir subatomiskās daļiņas, kas piedalās ķīmiskajā savienošanā.
Ķīmisko saišu klasifikācija
Ir trīs galvenie veidi (vai četri, atkarībā no jūsu visatļautības līmeņa), kuros atomi var veidot ķīmisko saiti; katra no tiem ir sniegti turpmāk.
Kovalentā saite: Viens iemesls, kāpēc atomi veido saites, ir tas, ka viņi spēj dalīties elektronos ar citiem atomiem, lai pabeigtu abu valences čaulas. Visvieglāko divu elementu, ūdeņraža un hēlija, valences čaumalas var turēt līdz diviem elektroniem; lielākās daļas pazīstamo elementu valences čaumalas var uzņemt astoņus elektronus. Ūdens molekula, H2Osastāv no trim atomiem un divām identiskām kovalentām H – O saitēm.
Jonu saite: Otrs iemesls, kāpēc atomi veido saites, ir tas, ka viņi spēj ziedot elektronus citiem atomiem vai saņemt tos no citiem atomiem, lai pabeigtu attiecīgās valences čaulas. Šīs saites parasti ir stiprākas par kovalentajām saitēm, jo starp tām pastāv elektronegativitātes atšķirība (fizisks impulss "ziedošanai", nevis "dalīšanai"). NaClvai nātrija hlorīds ir jonu savienojums.
Metāliskā saite: Trešais iemesls, kāpēc atomi veido saites, ir tas, ka dažos elementos, ko sauc par metāliem, tajā pašā "apkārtnē" esošie atomi to kodoli un kļūst par daļu no "elektronu jūras", kurā visaugstākās enerģijas elektroni nav skaidri saistīti ar kādu no vecākiem kodols. Tas notiek, kad metāls tiek atrasts tā monatomiskajā formā, tas ir, saistīts tikai ar sevi; to nozīmē "tīrs zelts" vai "tīrs platīns".
Ūdeņraža saite": Ūdeņraža atomi, kuriem dažās molekulās ir neliels pozitīvs lādiņš, var veidot spēcīgas elektrostatiskas pievilcības negatīvi lādētiem atomiem blakus molekulas. Tas notiek tādos šķidrumos kā ūdens, kur šīs saites veido ūdens neparasti augstu viršanas temperatūru starp viegliem istabas temperatūras šķidrumiem.
Kāpēc atomi "vēlas" pilnīgas valences čaumalas?
Īsāk sakot, no milzīgās enerģijas viedokļa atomi ir "ērtāki" vai nosēdušies, kad to valences apvalki ir pilnīgi. Kaut arī līdzība nav pilnīga, iedomājieties, ka laukakmeni kalna galā tur nestabila augsne.
Kaut arī laukakmens šajā stāvoklī var fiziski pastāvēt, to pienācīgi atbalstot netīrumiem un akmeņiem, ja tam būtu savs "ceļš", smagums pievilktu akmeni uz zemāko pieejamo augstumu, lai tā potenciālā enerģija būtu minimāla vērtība.