Hoe combineren atomen om verbindingen te maken?

Hoewel atomen van een element alleen bestaan, combineren ze vaak met andere atomen om verbindingen te vormen, waarvan de kleinste hoeveelheid een molecuul wordt genoemd. Deze moleculen kunnen worden gevormd door ionische, metallische, covalente of waterstofbindingen.

Ionische binding treedt op wanneer atomen een of meer valentie-elektronen winnen of verliezen, waardoor het atoom een ​​negatieve of positieve lading heeft. Elementen zoals natrium die een bijna lege buitenste schil hebben, zullen meestal reageren met atomen zoals chloor die een bijna volledige buitenste schil hebben. Wanneer een natriumatoom een ​​elektron verliest, wordt zijn lading een +1; wanneer een chlooratoom een ​​elektron krijgt, wordt zijn lading een -1. Door ionische binding zal een atoom van elk element met het andere combineren om een ​​molecuul te vormen, dat stabieler is omdat het nu een nullading heeft. In het algemeen resulteert ionbinding in een volledige overdracht van elektronen van het ene atoom naar het andere.

In plaats van elektronen te verliezen of te winnen, delen sommige atomen elektronen wanneer ze moleculen vormen. Atomen die met deze methode bindingen vormen, covalente binding genoemd, zijn meestal niet-metalen. Door elektronen te delen, zijn de resulterende moleculen stabieler dan hun vorige componenten, omdat deze binding elk atoom in staat stelt om aan zijn elektronenvereisten te voldoen; dat wil zeggen, de elektronen worden aangetrokken door de kernen van elk atoom. Atomen van hetzelfde element kunnen enkele, dubbele of driedubbele covalente bindingen vormen, afhankelijk van het aantal valentie-elektronen dat ze bevatten.

Metaalbinding is een derde type binding dat optreedt tussen atomen. Zoals de naam al aangeeft, vindt dit type binding plaats tussen metalen. Bij metaalbinding delen veel atomen valentie-elektronen; dit gebeurt omdat individuele atomen hun elektronen slechts losjes vasthouden. Het is dit vermogen van elektronen om vrij tussen talrijke atomen te bewegen dat metalen hun onderscheidende eigenschappen geeft, zoals kneedbaarheid en geleidbaarheid. Dit vermogen om te buigen of te worden gevormd zonder te breken, treedt op omdat de elektronen gewoon over elkaar schuiven in plaats van te scheiden. Het vermogen van metalen om elektriciteit te geleiden komt ook voor omdat deze gedeelde elektronen gemakkelijk tussen atomen kunnen passeren.

Terwijl ionische, covalente en metallische bindingen de belangrijkste soorten bindingen zijn die worden gebruikt om verbindingen te vormen en ze hun unieke te geven kwaliteiten, waterstofbinding is een zeer gespecialiseerd type binding dat alleen optreedt tussen waterstof en zuurstof, stikstof of fluor. Aangezien deze atomen veel groter zijn dan een waterstofatoom, zullen de elektronen de neiging hebben om dichter bij te blijven het grotere atoom, waardoor het een licht negatieve lading krijgt en het waterstofatoom een ​​licht positieve in rekening brengen. Het is deze polariteit die ervoor zorgt dat watermoleculen aan elkaar blijven kleven; door deze polariteit kan water ook veel andere verbindingen oplossen.

Sommige atomen kunnen meer dan één type binding vormen; metalen zoals magnesium kunnen bijvoorbeeld ionische of metallische bindingen vormen, afhankelijk van of het andere atoom een ​​metaal of niet-metaal is. Het resultaat van alle bindingen is echter een stabiele verbinding met een unieke reeks eigenschappen.