อะตอมรวมกันเป็นสารประกอบได้อย่างไร?

แม้ว่าอะตอมของธาตุจะมีอยู่เพียงตัวเดียว แต่พวกมันมักจะรวมกับอะตอมอื่นๆ เพื่อสร้างสารประกอบ ซึ่งปริมาณที่น้อยที่สุดจะเรียกว่าโมเลกุล โมเลกุลเหล่านี้สามารถเกิดขึ้นได้จากพันธะไอออนิก โลหะ โควาเลนต์ หรือไฮโดรเจน

พันธะไอออนิกเกิดขึ้นเมื่ออะตอมได้รับหรือสูญเสียอิเล็กตรอนเวเลนซ์หนึ่งตัวหรือมากกว่า ส่งผลให้อะตอมมีประจุลบหรือประจุบวก ธาตุต่างๆ เช่น โซเดียมที่มีเปลือกนอกเกือบว่างเปล่า มักจะทำปฏิกิริยากับอะตอม เช่น คลอรีนที่มีเปลือกนอกเกือบเต็ม เมื่ออะตอมโซเดียมสูญเสียอิเล็กตรอน ประจุของมันจะกลายเป็น +1; เมื่ออะตอมของคลอรีนได้รับอิเล็กตรอน ประจุของคลอรีนจะกลายเป็น -1 โดยพันธะไอออนิก อะตอมของแต่ละธาตุจะรวมตัวกับอีกอะตอมหนึ่งเพื่อสร้างโมเลกุลซึ่งมีความเสถียรมากกว่าเนื่องจากตอนนี้มีประจุเป็นศูนย์ โดยทั่วไป พันธะไอออนิกส่งผลให้เกิดการถ่ายโอนอิเล็กตรอนจากอะตอมหนึ่งไปยังอีกอะตอมหนึ่งอย่างสมบูรณ์

แทนที่จะสูญเสียหรือรับอิเล็กตรอน อะตอมบางอะตอมจะแบ่งอิเล็กตรอนร่วมกันเมื่อก่อตัวเป็นโมเลกุล อะตอมที่สร้างพันธะด้วยวิธีนี้ เรียกว่าพันธะโควาเลนต์ มักเป็นอโลหะ ด้วยการแบ่งปันอิเล็กตรอน โมเลกุลที่ได้จะมีเสถียรภาพมากกว่าส่วนประกอบก่อนหน้านี้ เนื่องจากพันธะนี้ช่วยให้แต่ละอะตอมสามารถตอบสนองความต้องการของอิเล็กตรอนได้ นั่นคืออิเล็กตรอนจะถูกดึงดูดไปยังนิวเคลียสของแต่ละอะตอม อะตอมของธาตุเดียวกันสามารถสร้างพันธะโควาเลนต์เดี่ยว พันธะคู่หรือสามพันธะ ขึ้นอยู่กับจำนวนของเวเลนซ์อิเล็กตรอนที่พวกมันมีอยู่

พันธะโลหะเป็นพันธะประเภทที่สามที่เกิดขึ้นระหว่างอะตอม ตามชื่อของมัน พันธะประเภทนี้เกิดขึ้นระหว่างโลหะ ในพันธะโลหะ อะตอมจำนวนมากใช้เวเลนซ์อิเล็กตรอนร่วมกัน สิ่งนี้เกิดขึ้นเนื่องจากอะตอมแต่ละตัวจับอิเลคตรอนอย่างหลวม ๆ เท่านั้น เป็นความสามารถของอิเล็กตรอนในการเคลื่อนที่อย่างอิสระระหว่างอะตอมจำนวนมากซึ่งทำให้โลหะมีคุณสมบัติที่โดดเด่น เช่น ความอ่อนตัวและการนำไฟฟ้า ความสามารถในการโค้งงอหรือมีรูปร่างโดยไม่แตกหักนี้เกิดขึ้นเนื่องจากอิเล็กตรอนเลื่อนเข้าหากันแทนที่จะแยกจากกัน ความสามารถของโลหะในการนำไฟฟ้าก็เกิดขึ้นเช่นกันเพราะอิเล็กตรอนที่ใช้ร่วมกันเหล่านี้สามารถผ่านระหว่างอะตอมได้อย่างง่ายดาย

ในขณะที่พันธะไอออนิก โควาเลนต์ และโลหะเป็นพันธะประเภทหลักที่ใช้ในการสร้างสารประกอบและทำให้พวกมันมีเอกลักษณ์เฉพาะ พันธะไฮโดรเจนเป็นพันธะชนิดพิเศษที่เกิดขึ้นเฉพาะระหว่างไฮโดรเจนกับออกซิเจน ไนโตรเจนหรือ ฟลูออรีน. เนื่องจากอะตอมเหล่านี้มีขนาดใหญ่กว่าอะตอมไฮโดรเจนมาก อิเล็กตรอนจึงมีแนวโน้มที่จะอยู่ใกล้ อะตอมที่ใหญ่กว่า ทำให้มีประจุลบเล็กน้อย และอะตอมของไฮโดรเจนมีประจุเป็นบวกเล็กน้อย ค่าใช้จ่าย เป็นขั้วที่ช่วยให้โมเลกุลของน้ำเกาะติดกัน ขั้วนี้ยังช่วยให้น้ำสามารถละลายสารประกอบอื่นๆ ได้อีกมากมาย

อะตอมบางชนิดสามารถสร้างพันธะได้มากกว่าหนึ่งประเภท ตัวอย่างเช่น โลหะเช่นแมกนีเซียมสามารถเกิดพันธะไอออนิกหรือโลหะ ขึ้นอยู่กับว่าอีกอะตอมเป็นโลหะหรืออโลหะ อย่างไรก็ตาม ผลจากการยึดติดทั้งหมดเป็นสารประกอบที่เสถียรพร้อมชุดคุณสมบัติเฉพาะตัว