Атом состоит из ядра, содержащего положительно заряженные частицы, окруженного облаком отрицательно заряженных электронов. Электроны внутри атомов расположены в серии «оболочек» вокруг ядра, и каждая оболочка может содержать фиксированное количество электронов. Считается, что элементы с полной внешней оболочкой имеют стабильную электронную конфигурацию. Элементы со стабильной электронной конфигурацией встречаются только в одном столбце (группа 8) периодической таблицы. Поэтому подавляющее большинство элементов периодической таблицы имеют нестабильные электронные конфигурации.
Водород
Водород - простейший элемент периодической таблицы, состоящий из одного протона и одного электрона. Одиночный электрон находится в 1s-оболочке, которая может иметь два электрона. Следовательно, электронная конфигурация водорода нестабильна. Чтобы заполнить оболочку 1s, два атома водорода объединяются и делят второй электрон. Это называется ковалентной связью и в этом случае приводит к образованию молекулы водорода.
Натрий
Натрий находится в группе 1 периодической таблицы, и каждый атом включает 11 электронов. Один электрон находится во внешней 3s-оболочке, которая способна удерживать 2 электрона. Поскольку это нестабильная электронная конфигурация, натрий часто теряет свой внешний 3s-электрон, образуя положительно заряженный ион. Положительно и отрицательно заряженные ионы объединяются в молекулы. Это известно как ионная связь, и в натрии образуется множество молекул, включая хлорид натрия.
Углерод
Углерод находится в группе 6 Периодической таблицы и содержит в общей сложности шесть электронов. Внешняя 2p-электронная оболочка занята двумя электронами. Поскольку 2p-оболочки могут содержать шесть электронов, углерод не находится в стабильной электронной конфигурации. Чтобы углерод получил стабильную электронную конфигурацию, он должен разделить еще четыре электрона через ковалентные связи. Именно этот процесс приводит к образованию большого количества углеродных соединений, таких как метан.
Хлор
Хлор находится в группе 7 периодической таблицы и имеет 17 электронов. Внешняя 3p-оболочка занята пятью электронами, поэтому для стабильной конфигурации требуется еще один электрон. Хлор часто получает этот дополнительный электрон за счет превращения в отрицательно заряженный ион. Это означает, что хлор может соединяться с любым положительно заряженным ионом, образуя ионную связь. Хорошим примером является хлорид натрия, также известный как поваренная соль.
