Kako atomi kombinirajo, da tvorijo spojine?

Čeprav atomi elementa obstajajo sami, se pogosto kombinirajo z drugimi atomi in tvorijo spojine, katerih najmanjša količina se imenuje molekula. Te molekule lahko nastanejo bodisi z ionsko, kovinsko, kovalentno ali vodikovo vezjo.

Jonska vez nastane, ko atomi bodisi pridobijo bodisi izgubijo enega ali več valentnih elektronov, kar ima za posledico, da ima atom negativni ali pozitivni naboj. Elementi, kot je natrij, ki imajo skoraj prazne zunanje lupine, običajno reagirajo z atomi, kot je klor, ki ima skoraj polne zunanje lupine. Ko atom natrija izgubi elektron, njegov naboj postane +1; ko atom klora dobi elektron, postane njegov naboj -1. Z ionsko vezjo se atom vsakega elementa združi z drugim in tvori molekulo, ki je stabilnejša, saj ima zdaj ničelni naboj. Na splošno ima ionska vez popoln prenos elektronov z enega atoma na drugega.

Namesto da izgubijo ali pridobijo elektrone, si nekateri atomi namesto tega delijo elektrone, ko tvorijo molekule. Atomi, ki tvorijo vezi s to metodo, imenovano kovalentna vez, so običajno nekovine. Z izmenjavo elektronov so nastale molekule bolj stabilne kot njihove prejšnje komponente, saj ta vez omogoča vsakemu atomu, da izpolni svoje elektronske zahteve; to pomeni, da elektrone privlačijo jedra vsakega atoma. Atomi istega elementa lahko tvorijo enojne, dvojne ali trojne kovalentne vezi, odvisno od števila valentnih elektronov, ki jih vsebujejo.

Kovinska veza je tretja vrsta vezi, ki se pojavi med atomi. Kot že ime pove, se ta vrsta vezi pojavlja med kovinami. Pri kovinski vezi imajo številni atomi valenčne elektrone; to se zgodi, ker posamezni atomi le ohlapno zadržijo svoje elektrone. Ta sposobnost elektronov, da se prosto gibljejo med številnimi atomi, daje kovinam njihove posebne lastnosti, kot sta voljnost in prevodnost. Ta sposobnost upogibanja ali oblikovanja brez lomljenja se pojavi, ker elektroni preprosto drsijo drug čez drugega, namesto da bi se ločili. Sposobnost kovin za električno energijo se pojavi tudi zato, ker ti skupni elektroni zlahka prehajajo med atome.

Medtem ko so ionske, kovalentne in kovinske vezi glavne vrste vezi, ki se uporabljajo za tvorbo spojin in jim dajo svojo edinstvenost lastnosti, vodikova vez je zelo specializirana vrsta vezi, ki se pojavi le med vodikom in kisikom, dušikom oz fluor. Ker so ti atomi veliko večji od atoma vodika, bodo elektroni navadno ostali bližje večji atom, kar mu daje rahlo negativen naboj, atom vodika pa rahlo pozitiven napolniti. Ta polarnost omogoča, da se molekule vode držijo skupaj; ta polarnost omogoča tudi, da voda raztopi številne druge spojine.

Nekateri atomi lahko tvorijo več vrst vezi; na primer kovine, kot je magnezij, lahko tvorijo ionske ali kovinske vezi, odvisno od tega, ali je drugi atom kovina ali nekovina. Rezultat vsega lepljenja pa je stabilna spojina z edinstvenim nizom lastnosti.