Como os átomos se unem para formar moléculas?

Os átomos existem ao nosso redor - no ar, na Terra e nos seres vivos. Elementos de ocorrência natural, como oxigênio, ouro e sódio, são átomos de diferentes formas e cada um com um número único de elétrons, prótons e nêutrons. Os prótons e nêutrons constituem o núcleo central do átomo, enquanto os elétrons circulam o núcleo em orbitais definidos chamados níveis de energia. Muito poucos átomos têm a quantidade de elétrons de que precisam, então, para obter seu complemento total de elétrons, eles se ligarão a outros átomos para formar moléculas.

Os elétrons se agrupam em pares em seus níveis de energia. Para calcular o número de elétrons permitidos em qualquer nível de energia, encontre o quadrado do número que representa o nível de energia e multiplique-o por dois. Usando essa fórmula, os átomos podem ter dois elétrons em seu primeiro nível de energia, oito no segundo e dezoito no terceiro. A quantidade de elétrons em cada nível aumenta à medida que o número do nível de energia aumenta.

Os elétrons formam pares no nível de energia mais baixo primeiro e trabalham seu caminho para fora. Um átomo com elétrons desemparelhados no nível de energia mais externo atrai outros átomos com elétrons desemparelhados para obter seu complemento total de elétrons. Elétrons desemparelhados no nível de energia mais alto são chamados de elétrons de valência; quando os elétrons de valência de dois ou mais átomos formam pares, eles não são perdidos de um átomo e ganhos por outro. Os átomos compartilham seus elétrons de valência e se unem, formando uma molécula.

Um átomo de oxigênio tem dois elétrons no primeiro nível de energia e seis no segundo. Para ser estável, o átomo precisa de mais dois elétrons no segundo nível. Ele atrai naturalmente outros átomos com elétrons desemparelhados, como o hidrogênio, que tem apenas um elétron. Em um modelo simplificado de uma molécula de água, dois átomos de hidrogênio compartilham seus elétrons de valência com um átomo de oxigênio. Os três átomos se unem, formando uma molécula estável. Cada átomo de hidrogênio tem dois elétrons e o átomo de oxigênio tem oito.

A Tabela Periódica dos Elementos lista todos os elementos conhecidos e suas características atômicas. Cada caixa no gráfico representa um elemento; o número atômico no topo de cada caixa informa quantos elétrons o elemento contém.

A coluna mais à direita da Tabela Periódica mostra os elementos conhecidos como Gases Nobres, que não formam moléculas porque todos os seus elétrons estão emparelhados e todos os níveis de energia estão cheios - eles existem naturalmente em sua forma mais estável Formato.