Periodična tabela je katalog vseh znanih elementov in z gotovostjo lahko rečemo, da tega vesolja ne bi bilo, če se ti elementi ne bi združevali. Za vsak element je značilen atom z določenim številom protonov in nevtronov v jedru in določeno število elektronov, ki jih obkrožajo. Ko se atomi kombinirajo, si delijo najbolj oddaljene elektrone, da ustvarijo bolj trajnostna energetska stanja. Ta delitev atome veže v ionsko strukturo ali molekulo.
TL; DR (predolgo; Nisem prebral)
Atomi se lahko kombinirajo v ionske rešetkaste strukture ali v kovalentne molekule. Ko se različne vrste atomov kombinirajo, se rezultat imenuje spojina.
Kako se atomi kombinirajo
Nagnjenost atoma k združitvi je odvisna od števila elektronov, ki jih ima v svoji zunanji lupini. Vsaka lupina ima osem prostorov za elektrone, razen prve lupine, ki ima le dva presledka. Če nekaj prostorov ni zasedenih, atom skuša pridobiti ali deliti elektrone, da ga napolni, da doseže stabilno zunanjo lupino z osmimi elektroni. Po drugi strani pa se atom z le nekaj dodatnimi elektroni lažje znebi, da doseže stabilnost. Plemeniti plini, med katere spadajo helij, argon in neon, že imajo stabilne zunanje lupine, napolnjene z elektroni, zato ti elementi ne tvorijo kombinacij med seboj ali z drugimi atomi.
Jonska spojina: Atom, ki ima v zunanji lupini le en elektron, poskuša elektron podariti drugemu atomu, tisti z enim samim prostorom pa ga bo zlahka sprejel. Atom, ki donira ta elektron, posledično postane pozitivno nabit, atom, ki ga sprejme, pa negativno nabit. Elektrostatična privlačnost nato atome poveže v mrežno strukturo. To ni molekula, ker pari atomov niso neodvisni, ampak je spojina, ker je tvorjena iz dveh različnih elementov. Običajna kuhinjska sol, natrijev klorid (NaCl), je klasičen primer ionske spojine.
Kovalentno lepljenje: Atom z enim, dvema, tremi ali štirimi dodatnimi elektroni v zunanji lupini ali enim, ki mu manjka en, dva ali tri elektrone, želi deliti elektrone, da doseže stabilnost. Ko se ta delitev zgodi v parih, se vez imenuje kovalentna vez in je lahko zelo močna. Primer je molekula vode, ki nastane, ko molekula kisika napolni zunanje lupine z elektroni iz dveh atomov vodika. Atomi imajo lahko en, dva ali tri elektronske pare, spojine, ki jih tvorijo, pa imajo ponavadi nižja tališča in vrelišča kot ionske spojine.
Vsi elementi razen kovin tvorijo kovalentne vezi. Del tega, zaradi česar je kovina to, kar je, je nagnjenost k izgubi elektronov v zunanji lupini in tako postane ion, ki je nabit delček. Ioni se raje spajajo v trdne rešetkaste strukture. Kovalentne molekule pa pogosteje tvorijo tekočine ali pline.
Kdaj je molekula spojina?
Atomi se lahko kombinirajo in tvorijo preproste molekule, kot je voda, ali pa se v velikih strunah lahko tvorijo kompleksne, kot je saharoza (C12H22O11). Ker ima ogljik v svoji zunanji lupini štiri elektrone, enako dobro oddaja in sprejema elektrone in je gradnik vseh organskih molekul, od katerih je odvisno življenje. Vse anorganske in organske molekule, sestavljene iz več kot enega elementa, so spojine. Primeri so klorovodik (HCl), metan (CH4), ogljikov dioksid (CO2) in saharoza.
Prav tako je običajno, da atomi istega elementa delijo elektrone, da dosežejo stabilnost. Dva najpogostejša plina v ozračju, dušik (N2) in kisika (O.2), so sestavljeni iz molekul, oblikovanih iz enega samega elementa. Molekule dušika in kisika niso spojine, ker niso sestavljene iz različnih elementov. Tudi ozon (O3), manj stabilna in bolj reaktivna kombinacija molekul kisika, se ne more uvrstiti med spojine, ker je sestavljena iz samo enega elementa.