Kā atomi apvienojas, veidojot molekulas?

Atomi pastāv ap mums - gaisā, Zemē un dzīvās būtnēs. Dabiski sastopamie elementi, piemēram, skābeklis, zelts un nātrijs, ir dažādu formu atomi, un katram no tiem ir unikāls skaits elektronu, protonu un neitronu. Protoni un neitroni veido atoma centrālo kodolu, savukārt elektroni apļo kodolu noteiktās orbitālēs, ko sauc par enerģijas līmeņiem. Ļoti maz atomu satur nepieciešamo elektronu daudzumu, tāpēc, lai iegūtu pilnīgu elektronu papildinājumu, tie saistīsies ar citiem atomiem, veidojot molekulas.

Elektroni grupējas pa pāriem savā enerģijas līmenī. Lai aprēķinātu pieļaujamo elektronu skaitu jebkurā enerģijas līmenī, atrodiet skaitļa kvadrātu, kas apzīmē enerģijas līmeni, un reiziniet to ar diviem. Izmantojot šo formulu, atomiem pirmajā enerģijas līmenī var būt divi elektroni, otrajā - astoņi un trešajā - astoņpadsmit. Elektronu daudzums katrā līmenī pieaug, palielinoties enerģijas līmenim.

Elektroni vispirms veido pārus zemākajā enerģijas līmenī un darbojas uz āru. Atoms ar nesapārotiem elektroniem visattālākajā enerģijas līmenī piesaista citus atomus ar nepāra elektroniem, lai iegūtu pilnīgu elektronu papildinājumu. Nesapārotos elektronus visaugstākajā enerģijas līmenī sauc par valences elektroniem; kad divu vai vairāku atomu valences elektroni veido pārus, tie netiek zaudēti no viena atoma un iegūti ar citu. Atomi dala savus valences elektronus un saista kopā, veidojot molekulu.

Skābekļa atomam ir divi elektroni pirmajā enerģijas līmenī un seši otrajā. Lai būtu stabils, atomam otrajā līmenī nepieciešami vēl divi elektroni. Tas dabiski piesaista citus atomus ar nesavienotiem elektroniem, piemēram, ūdeņradi, kuram ir tikai viens elektrons. Vienkāršotā ūdens molekulas modelī divi ūdeņraža atomi dala savus valences elektronus ar skābekļa atomu. Trīs atomi savienojas kopā, veidojot stabilu molekulu. Katram ūdeņraža atomam ir divi elektroni un skābekļa atomam ir astoņi.

Periodiskajā elementu tabulā ir uzskaitīti visi zināmie elementi un to atomu raksturlielumi. Katrs diagrammas lodziņš apzīmē vienu elementu; atomu skaitlis katras lodziņa augšpusē norāda, cik daudz elektronu satur elements.

Periodiskās tabulas labajā kolonnā ir parādīti elementi, kas pazīstami kā cēlās gāzes un kuri neveido molekulas jo visi viņu elektroni ir sapāroti un visi enerģijas līmeņi ir pilni - tie dabiski pastāv visstabilākajā formā.