Ako sa atómy spájajú a vytvárajú molekuly?

Atómy existujú okolo nás - vo vzduchu, na Zemi a v živých organizmoch. Prirodzene sa vyskytujúce prvky, ako je kyslík, zlato a sodík, sú atómy rôznych foriem a každý z nich má jedinečný počet elektrónov, protónov a neutrónov. Protóny a neutróny tvoria centrálne jadro atómu, zatiaľ čo elektróny krúžia okolo jadra na definovaných orbitáloch nazývaných energetické hladiny. Len veľmi málo atómov má také množstvo elektrónov, aké potrebujú, aby sa tak dostali k úplnému množstvu elektrónov, spoja sa s inými atómami a vytvoria molekuly.

Elektróny sa zoskupujú do párov podľa svojej energetickej úrovne. Ak chcete vypočítať počet povolených elektrónov v ľubovoľnej energetickej úrovni, vyhľadajte štvorček čísla predstavujúceho energetickú hladinu a vynásobte ho dvoma. Pomocou tohto vzorca môžu mať atómy dva elektróny vo svojej prvej energetickej úrovni, osem v druhej a osemnásť v tretej. Množstvo elektrónov na každej úrovni rastie so zvyšujúcim sa počtom energetickej hladiny.

Elektróny najskôr vytvárajú páry na najnižšej energetickej úrovni a postupujú smerom von. Atóm s nespárenými elektrónmi na najvzdialenejšej energetickej úrovni priťahuje ďalšie atómy s nespárovanými elektrónmi, aby získal svoju úplnú škálu elektrónov. Nepárové elektróny na najvyššej energetickej úrovni sa nazývajú valenčné elektróny; keď valenčné elektróny z dvoch alebo viacerých atómov tvoria páry, z jedného atómu sa nestratia a ďalším nezískajú. Atómy zdieľajú svoje valenčné elektróny a navzájom sa viažu, čím vytvárajú molekulu.

Atóm kyslíka má dva elektróny na prvej energetickej úrovni a šesť na druhej. Aby bol atóm stabilný, potrebuje na druhej úrovni ďalšie dva elektróny. Prirodzene priťahuje ďalšie atómy nepárovými elektrónmi, napríklad vodíkom, ktorý má iba jeden elektrón. V zjednodušenom modeli molekuly vody zdieľajú dva atómy vodíka svoje valenčné elektróny s atómom kyslíka. Tri atómy sa navzájom spájajú a vytvárajú stabilnú molekulu. Každý atóm vodíka má dva elektróny a atóm kyslíka osem.

Periodická tabuľka prvkov obsahuje zoznam všetkých známych prvkov a ich atómových charakteristík. Každé políčko v grafe predstavuje jeden prvok; atómové číslo v hornej časti každého poľa hovorí, koľko elektrónov prvok obsahuje.

Stĺpec Periodickej tabuľky úplne vpravo zobrazuje prvky známe ako vznešené plyny, ktoré netvoria molekuly pretože všetky ich elektróny sú spárované a všetky energetické úrovne sú plné - prirodzene existujú v najstabilnejšej podobe formulár.