อะตอมมารวมกันเป็นโมเลกุลได้อย่างไร?

อะตอมมีอยู่รอบตัวเรา ในอากาศ โลก และในสิ่งมีชีวิต ธาตุที่เกิดขึ้นตามธรรมชาติ เช่น ออกซิเจน ทอง และโซเดียม เป็นอะตอมที่มีรูปแบบต่างกัน และแต่ละธาตุก็มีอิเล็กตรอน โปรตอน และนิวตรอนจำนวนเฉพาะ โปรตอนและนิวตรอนประกอบขึ้นเป็นแกนกลางของอะตอม ในขณะที่อิเล็กตรอนหมุนรอบแกนกลางในออร์บิทัลที่กำหนดไว้ซึ่งเรียกว่าระดับพลังงาน อะตอมน้อยมากที่มีปริมาณอิเล็กตรอนที่ต้องการ ดังนั้นเพื่อให้ได้อิเลคตรอนที่สมบูรณ์ พวกมันจะจับกับอะตอมอื่นๆ เพื่อสร้างโมเลกุล

อิเล็กตรอนจัดกลุ่มตัวเองเป็นคู่ในระดับพลังงาน ในการคำนวณจำนวนอิเล็กตรอนที่อนุญาตในระดับพลังงานใด ๆ ให้หากำลังสองของตัวเลขที่แสดงถึงระดับพลังงานแล้วคูณด้วยสอง การใช้สูตรนี้ อะตอมสามารถมีอิเล็กตรอนได้ 2 ตัวในระดับพลังงานแรก แปดในวินาที และสิบแปดในสาม ปริมาณอิเล็กตรอนในแต่ละระดับจะเพิ่มขึ้นตามจำนวนระดับพลังงานที่เพิ่มขึ้น

อิเล็กตรอนจะจับตัวเป็นคู่ที่ระดับพลังงานต่ำสุดก่อนและเคลื่อนตัวออกไปด้านนอก อะตอมที่มีอิเลคตรอนที่ไม่มีคู่ในระดับพลังงานชั้นนอกสุดจะดึงดูดอะตอมอื่นที่มีอิเลคตรอนที่ไม่มีคู่เพื่อให้ได้อิเลคตรอนที่สมบูรณ์ อิเล็กตรอนที่ไม่มีการจับคู่ในระดับพลังงานสูงสุดเรียกว่าอิเล็กตรอนวาเลนซ์ เมื่อเวเลนซ์อิเล็กตรอนจากอะตอมตั้งแต่สองอะตอมขึ้นไปรวมกันเป็นคู่ พวกมันจะไม่สูญหายไปจากอะตอมหนึ่งและได้รับจากอีกอะตอมหนึ่ง อะตอมแบ่งเวเลนซ์อิเล็กตรอนและพันธะเข้าด้วยกัน ก่อตัวเป็นโมเลกุล

อะตอมของออกซิเจนมีอิเล็กตรอนสองตัวที่ระดับพลังงานที่หนึ่งและหกตัวในชั้นที่สอง เพื่อให้มีเสถียรภาพ อะตอมต้องการอิเล็กตรอนอีกสองตัวในระดับที่สอง โดยธรรมชาติจะดึงดูดอะตอมอื่นๆ ด้วยอิเล็กตรอนที่ไม่มีคู่ เช่น ไฮโดรเจน ซึ่งมีอิเล็กตรอนเพียงตัวเดียว ในแบบจำลองโมเลกุลน้ำอย่างง่าย ไฮโดรเจนสองอะตอมแบ่งเวเลนซ์อิเล็กตรอนของพวกมันกับอะตอมของออกซิเจน อะตอมทั้งสามจะเกาะติดกันจนเกิดเป็นโมเลกุลที่เสถียร ไฮโดรเจนแต่ละอะตอมมีอิเล็กตรอนสองตัวและอะตอมออกซิเจนมีแปดตัว

ตารางธาตุแสดงองค์ประกอบที่รู้จักทั้งหมดและลักษณะอะตอมของธาตุ แต่ละกล่องในแผนภูมิแสดงถึงองค์ประกอบเดียว เลขอะตอมที่ด้านบนของแต่ละกล่องจะบอกจำนวนอิเล็กตรอนที่ธาตุนั้นมีอยู่

คอลัมน์ขวาสุดของตารางธาตุแสดงองค์ประกอบที่เรียกว่าก๊าซมีตระกูลซึ่งไม่ก่อตัวเป็นโมเลกุล เพราะอิเลคตรอนของพวกมันทั้งหมดถูกจับคู่และระดับพลังงานทั้งหมดเต็ม - พวกมันมีอยู่ตามธรรมชาติในความเสถียรที่สุด แบบฟอร์ม.