Періодична система - це каталог усіх відомих елементів, і можна з упевненістю сказати, що цього Всесвіту не було б, якби ці елементи не поєднувались. Кожен елемент характеризується атомом з певною кількістю протонів та нейтронів у своєму ядрі та певною кількістю електронів, що їх оточують. Коли атоми поєднуються, вони діляться своїми найвіддаленішими електронами для створення більш стійких енергетичних станів. Це розподіл зв’язує атоми з іонною структурою або молекулою.
TL; ДР (занадто довгий; Не читав)
Атоми можуть поєднуватися в іонні решітчасті структури або в ковалентні молекули. Коли різні типи атомів поєднуються, результат називається сполукою.
Як поєднуються атоми
Схильність атома до об'єднання залежить від кількості електронів, які він має у зовнішній оболонці. Кожна оболонка має вісім просторів для електронів, крім першої оболонки, яка має лише два простори. Якщо кілька просторів не зайняті, атом прагне отримати або поділити електрони, щоб заповнити його, щоб досягти стабільної зовнішньої оболонки з вісьмома електронами. З іншого боку, для атома з кількома зайвими електронами легше позбутися їх, щоб досягти стабільності. Благородні гази, до яких належать гелій, аргон і неон, вже мають стійкі зовнішні оболонки, наповнені електронами, тому ці елементи не утворюють поєднань між собою або з іншими атомами.
Іонна сполука: Атом, у зовнішній оболонці якого знаходиться лише один електрон, прагне подарувати електрон іншому атому, тоді як той, хто має єдиний простір, з легкістю прийме його. Атом, який віддає цей електрон, в результаті стає позитивно зарядженим, а атом, який його приймає, стає негативно зарядженим. Потім електростатичне притягання зв’язує атоми в структуру решітки. Це не молекула, оскільки пари атомів не незалежні, але це сполука, оскільки вона утворена з двох різних елементів. Звичайна кухонна сіль, хлорид натрію (NaCl), є класичним прикладом іонної сполуки.
Ковалентне склеювання: Атом з одним, двома, трьома або чотирма зайвими електронами у зовнішній оболонці або одним відсутнім одним, двома або трьома електронами прагне розділити електрони для досягнення стабільності. Коли поділ відбувається в парах, зв'язок називається ковалентним, і він може бути дуже міцним. Прикладом є молекула води, яка утворюється, коли молекула кисню заповнює свої зовнішні оболонки електронами з двох атомів водню. Атоми можуть мати одну, дві або три електронні пари, і сполуки, які вони утворюють, мають, як правило, нижчі температури плавлення та кипіння, ніж іонні сполуки.
Всі елементи, крім металів, утворюють ковалентні зв’язки. Частиною того, що робить метал таким, який він є, є його схильність втрачати електрони у зовнішній оболонці та перетворюватися на іон, який є зарядженою частинкою. Іони воліють зливатися в тверді решітчасті структури. Натомість ковалентні молекули частіше утворюють рідини або гази.
Коли молекула є сполукою?
Атоми можуть поєднуватися, утворюючи прості молекули, такі як вода, або вони можуть поєднуватись у великі нитки, утворюючи складні, такі як сахароза (C12H22О11). Оскільки вуглець має у своїй зовнішній оболонці чотири електрони, він однаково добре віддає і приймає електрони, і це будівельний матеріал всіх органічних молекул, від яких залежить життя. Всі неорганічні та органічні молекули, що складаються з більш ніж одного елемента, є сполуками. Прикладами є хлороводень (HCl), метан (CH4), вуглекислий газ (CO2) і сахароза.
Також часто атоми одного елемента ділять електрони для досягнення стабільності. Два найбільш поширені в атмосфері гази - азот (N2) та кисню (O2), складаються з молекул, утворених з одного елемента. Молекули азоту та кисню не є сполуками, оскільки вони не складаються з різних елементів. Навіть озон (O3), менш стабільна і більш реактивна комбінація молекул кисню, не може кваліфікуватися як сполука, оскільки вона складається лише з одного елемента.