Ako sa kombinujú atómy a vytvárajú zlúčeniny?

Zatiaľ čo atómy prvku existujú samostatne, často sa kombinujú s inými atómami a vytvárajú zlúčeniny, ktorých najmenšie množstvo sa označuje ako molekula. Tieto molekuly môžu byť tvorené buď iónovou, kovovou, kovalentnou alebo vodíkovou väzbou.

Iónová väzba nastáva, keď atómy buď získajú alebo stratia jeden alebo viac valenčných elektrónov, čo vedie k tomu, že atóm má negatívny alebo pozitívny náboj. Prvky ako sodík, ktoré majú takmer prázdne vonkajšie obaly, budú zvyčajne reagovať s atómami ako chlór, ktoré majú takmer úplné vonkajšie obaly. Keď atóm sodíka stratí elektrón, jeho náboj sa stane +1; keď atóm chlóru získa elektrón, jeho náboj sa stane -1. Prostredníctvom iónovej väzby sa atóm každého prvku spojí s druhým a vytvorí sa molekula, ktorá je stabilnejšia, pretože má teraz nulový náboj. Iónová väzba vedie vo všeobecnosti k úplnému prenosu elektrónov z jedného atómu na druhý.

Namiesto straty alebo získania elektrónov niektoré atómy namiesto toho zdieľajú elektróny, keď tvoria molekuly. Atómy, ktoré touto metódou vytvárajú väzby, nazývané kovalentné väzby, sú zvyčajne nekovy. Zdieľaním elektrónov sú výsledné molekuly stabilnejšie ako ich predchádzajúce zložky, pretože táto väzba umožňuje každému atómu splniť jeho elektrónové požiadavky; to znamená, že elektróny sú priťahované k jadrám každého atómu. Atómy toho istého prvku môžu vytvárať jednoduché, dvojité alebo trojité kovalentné väzby v závislosti od počtu valenčných elektrónov, ktoré obsahujú.

Kovová väzba je tretí typ väzby, ktorá sa vyskytuje medzi atómami. Ako už z jeho názvu vyplýva, tento typ väzby sa vyskytuje medzi kovmi. V kovovej väzbe má veľa atómov spoločné valenčné elektróny; k tomu dochádza preto, lebo jednotlivé atómy iba voľne držia svoje elektróny. Práve táto schopnosť elektrónov voľne sa pohybovať medzi početnými atómami dáva kovom ich charakteristické vlastnosti, ako sú tvárnosť a vodivosť. Táto schopnosť ohýbať sa alebo byť tvarovaná bez rozbitia nastáva, pretože elektróny namiesto separácie jednoducho kĺžu jeden cez druhý. Schopnosť kovov viesť elektrinu sa tiež vyskytuje, pretože tieto zdieľané elektróny ľahko prechádzajú medzi atómami.

Zatiaľ čo iónové, kovalentné a kovové väzby sú hlavnými typmi väzieb používaných na tvorbu zlúčenín a dáva im svoju jedinečnosť kvalitami je vodíková väzba veľmi špecializovaný typ väzby, ktorá sa vyskytuje iba medzi vodíkom a kyslíkom, dusíkom alebo fluór. Pretože tieto atómy sú oveľa väčšie ako atóm vodíka, elektróny budú mať tendenciu zostať bližšie k väčší atóm, čím získa mierne negatívny náboj a atóm vodíka mierne pozitívny poplatok. Je to táto polarita, ktorá umožňuje molekulám vody držať sa spolu; táto polarita tiež umožňuje vode rozpustiť mnoho ďalších zlúčenín.

Niektoré atómy môžu vytvárať viac ako jeden typ väzby; napríklad kovy ako horčík môžu vytvárať buď iónové alebo kovové väzby v závislosti od toho, či je druhým atómom kov alebo nekov. Výsledkom všetkých väzieb je však stabilná zlúčenina s jedinečnou sadou vlastností.