Hva dannes når to eller flere atomer kombineres?

Det periodiske systemet er en katalog over alle de kjente elementene, og det er trygt å si at dette universet ikke ville eksistere hvis disse elementene ikke kombinerte. Hvert element er preget av et atom med et visst antall protoner og nøytroner i kjernen og et visst antall elektroner som omgir dem. Når atomer kombineres, deler de sine ytterste elektroner for å skape mer bærekraftige energitilstander. Denne delingen binder atomene til en ionisk struktur eller et molekyl.

TL; DR (for lang; Leste ikke)

Atomer kan kombineres i ioniske gitterstrukturer eller til kovalente molekyler. Når forskjellige typer atomer kombineres, kalles resultatet en forbindelse.

Benevnelsen for et atom å kombinere avhenger av antall elektroner det har i det ytre skallet. Hvert skall har åtte mellomrom for elektroner unntatt det første skallet, som bare har to mellomrom. Hvis noen få rom ikke er okkupert, søker et atom å skaffe eller dele elektroner for å fylle det for å oppnå et stabilt ytre skall med åtte elektroner. På den annen side er det lettere for et atom med bare noen få ekstra elektroner å kvitte seg med dem for å oppnå stabilitet. Edelgassene, som inkluderer helium, argon og neon, har allerede stabile ytre skall fylt med elektroner, slik at disse elementene ikke danner kombinasjoner med hverandre eller med andre atomer.

Jonisk forbindelse: Et atom med bare ett elektron i det ytre skallet søker å donere elektronet til et annet atom, mens ett med et enkelt rom lett vil akseptere det. Atomet som donerer dette elektronet blir positivt ladet som et resultat, og atomet som aksepterer det blir negativt ladet. Elektrostatisk tiltrekning binder deretter atomene i en gitterstruktur. Dette er ikke et molekyl, fordi atomparene ikke er uavhengige, men det er en forbindelse fordi de er dannet av to forskjellige elementer. Vanlig bordsalt, natriumklorid (NaCl), er det klassiske eksemplet på en ionisk forbindelse.

Kovalent liming: Et atom med ett, to, tre eller fire ekstra elektroner i det ytre skallet, eller en som mangler en, to eller tre elektroner, søker å dele elektroner for å oppnå stabilitet. Når denne delingen skjer parvis, kalles bindingen en kovalent binding, og den kan være veldig sterk. Vannmolekylet, som dannes når et oksygenmolekyl fyller sine ytre skall med elektroner fra to hydrogenatomer, er et eksempel. Atomer kan dele ett, to eller tre elektronpar, og forbindelsene de danner har en tendens til å ha lavere smelte- og kokepunkter enn ioniske forbindelser.

Alle grunnstoffer unntatt metaller danner kovalente bindinger. En del av det som gjør et metall til hva det er, er tilbøyeligheten til å miste elektronene i det ytre skallet og bli et ion, som er en ladet partikkel. Ioner foretrekker å samle seg i solide gitterstrukturer. Kovalente molekyler danner derimot oftere væsker eller gasser.

Atomer kan kombineres for å danne enkle molekyler, for eksempel vann, eller de kan kombineres i store strenger for å danne komplekse, slik som sukrose (C₁₂H₂₂O₁₁). Fordi karbon har fire elektroner i det ytre skallet, donerer og aksepterer det elektroner like godt, og det er byggesteinen til alle organiske molekyler som livet avhenger av. Alle uorganiske og organiske molekyler sammensatt av mer enn ett grunnstoff er forbindelser. Eksempler er hydrogenklorid (HCl), metan (CH₄), karbondioksid (CO₂) og sukrose.

Det er også vanlig at atomer av samme element deler elektroner for å oppnå stabilitet. De to mest gasser i atmosfæren, nitrogen (N₂) og oksygen (O₂), er sammensatt av molekyler dannet av et enkelt element. Nitrogen- og oksygenmolekyler er ikke forbindelser, fordi de ikke er sammensatt av forskjellige elementer. Til og med ozon (O₃), en mindre stabil og mer reaktiv kombinasjon av oksygenmolekyler, ikke kvalifiserer som en forbindelse, fordi den bare består av et enkelt element.