Odkąd John Dalton ustalił istnienie atomów na początku XIX wieku, uważano je za budulec materii. Naukowcy wiedzą teraz, że same atomy są zbudowane z mniejszych cząstek, które z kolei składają się z jeszcze mniejszych i nikt tak naprawdę nie wie, jak daleko zajdzie regresja.
Jednak od strony konstruktywnej atomy łączą się, tworząc wszystkie związki chemiczne, które składają się na świat fizyczny i wszystko w nim.
Jak nazywa się grupa atomów?
Uzupełnij puste miejsce: „A __składa się z dwóch lub więcej atomów połączonych wiązaniami chemicznymi”. Jest więcej niż jedna odpowiedź, ale ten, który prawdopodobnie przyszło ci na myśl jako pierwszy, to „cząsteczka”. Każda grupa dwóch lub więcej atomów jest a cząsteczka. Niektóre są bardzo proste, na przykład cząsteczki tlenu, którymi oddychasz, które są utworzone przez dwa atomy tlenu (O2), a niektóre są ogromne, jak geny TTN w ludzkim ciele. Składająca się z węgla, wodoru, tlenu, azotu i siarki tak zwana cząsteczka Tytana składa się z aż 539 030 atomów.
Innym słowem, którego możesz użyć do wypełnienia pustego miejsca, jest „związek”. ZA złożony to cząsteczka będąca substancją składającą się z dwóch lub więcej pierwiastków połączonych chemicznie w ustalonym stosunku. Zawiera więcej niż jeden pierwiastek lub rodzaj atomu. Związek jest zawsze cząsteczką, ale cząsteczka nie zawsze jest związkiem. Cząsteczka Tytana jest związkiem, a prostsze przykłady związków obejmują chlorek sodu (NaCl) lub sól kuchenną i tlenek diwodoru (H2O) lub wodę.
Jak atomy łączą się, tworząc cząsteczkę?
Aby zrozumieć, jak atomy się łączą, pamiętaj, że składają się one z mniejszych cząstek. Nazywane są elektronami, protonami i neutronami. Elektrony mają ładunek ujemny, protony mają równy ładunek dodatni, a neutrony nie mają ładunku. Atom ma równą liczbę elektronów i protonów, co sprawia, że jest obojętny elektrostatycznie, ale gdyby neutralność elektrostatyczna była wszystkim, co miało znaczenie, atomy nigdy by się nie łączyły.
Elektrony krążą wokół jądra po dyskretnych orbitach lub powłokach, które mogą pomieścić ustaloną ich liczbę, a liczba ta wzrasta wraz z promieniem orbity.
Jeśli atomowi brakuje elektronów do wypełnienia powłoki, zwykle zewnętrznej, jest on niezrównoważony i zyskuje to stabilność, stara się pobrać je z innego atomu na jeden z dwóch sposobów. Może „ukraść” elektron (bardziej hojnie, drugi atom może go „podarować”) lub dwa atomy mogą dzielić elektrony. Tak czy inaczej, atomy łączą się chemicznie, tworząc cząsteczkę.
Kiedy atom przekazuje elektron drugiemu, oba atomy stają się jonami, każdy o przeciwnym ładunku i są połączone przez przyciąganie elektrostatyczne. Nazywa się to wiązaniem jonowym. Kiedy atomy dzielą elektrony, aby uzupełniać swoje zewnętrzne powłoki, tworzą wiązanie kowalencyjne, które nie jest tak silne jak wiązanie jonowe, ale jest znacznie bardziej powszechne.
Rodzaje cząsteczek
Jeśli nie lubisz nazywać cząsteczek związkami, możesz je rozróżnić jako homojądrowe, co oznacza zbudowane z jednego pierwiastka, lub heterojądrowe, co oznacza zbudowane z więcej niż jednego pierwiastka. H2, O2 i p4 są przykładami tego pierwszego, podczas gdy CO2, HCl i CH4 są przykładami tego ostatniego. Lista cząsteczek heterojądrowych jest oczywiście znacznie dłuższa niż homojądrowych, ponieważ większość cząsteczek to związki.
Cząsteczki nie zawsze są obojętne elektrostatycznie. Cząsteczki jonowe łączą się w sposób, który pozostawia im ładunek i mogą tworzyć wiązania jonowe z innymi cząsteczkami. Niektóre cząsteczki, takie jak cząsteczka wody, są polarny, ponieważ sposób łączenia się atomów tworzy dodatni ładunek netto z jednej strony i ładunek ujemny z drugiej. Ten ładunek nie jest tak silny jak ten, który tworzy wiązanie chemiczne, ale jest wystarczająco silny, aby wywołać dziwne i ważne zachowanie.