Hur samlas atomer tillsammans för att bilda molekyler?

Atomer finns runt oss - i luften, jorden och i levande saker. Naturligt förekommande element, såsom syre, guld och natrium, är atomer i olika former och var och en med ett unikt antal elektroner, protoner och neutroner. Protonerna och neutronerna utgör atomens centrala kärna, medan elektronerna cirkulerar kärnan i definierade orbitaler som kallas energinivåer. Mycket få atomer har den mängd elektroner de behöver, så för att få sitt fulla komplement av elektroner binder de med andra atomer för att bilda molekyler.

Elektroner grupperar sig parvis i sina energinivåer. För att beräkna antalet tillåtna elektroner i vilken energinivå som helst, hitta kvadraten på det tal som representerar energinivån och multiplicera den med två. Med hjälp av denna formel kan atomer ha två elektroner i sin första energinivå, åtta i den andra och arton i sin tredje. Mängden elektroner på varje nivå växer när antalet energinivåer ökar.

Elektroner bildar par på den lägsta energinivån först och arbetar sig utåt. En atom med oparade elektroner i den yttersta energinivån lockar andra atomer med oparade elektroner för att få sitt fulla komplement av elektroner. Oparade elektroner i högsta energinivå kallas valenselektroner; när valenselektronerna från två eller flera atomer bildar par förloras de inte från en atom och förvärvas av en annan. Atomerna delar sina valenselektroner och binder ihop och bildar en molekyl.

En syreatom har två elektroner på den första energinivån och sex på den andra. För att vara stabil behöver atomen ytterligare två elektroner på andra nivån. Det lockar naturligtvis andra atomer med oparade elektroner, såsom väte, som bara har en elektron. I en förenklad modell av en vattenmolekyl delar två väteatomer sina valenselektroner med en syreatom. De tre atomerna binder ihop och bildar en stabil molekyl. Varje väteatom har två elektroner och syreatomen har åtta.

Elementens periodiska system visar alla kända element och deras atomiska egenskaper. Varje ruta i diagrammet representerar ett element; atomnumret högst upp i varje ruta berättar hur många elektroner elementet innehåller.

Den högsta kolumnen i det periodiska systemet visar de element som kallas de ädla gaserna, som inte bildar molekyler eftersom alla deras elektroner är ihopkopplade och alla energinivåer är fulla - de finns naturligt i sitt mest stabila form.