Як атоми поєднуються, щоб отримати сполуки?

Хоча атоми елемента існують поодинці, вони часто поєднуються з іншими атомами, утворюючи сполуки, найменша кількість яких називається молекулою. Ці молекули можуть утворюватися як за допомогою іонного, металевого, ковалентного або водневого зв'язку.

Іонний зв’язок відбувається, коли атоми або отримують, або втрачають один або кілька валентних електронів, в результаті чого атом має або негативний, або позитивний заряд. Такі елементи, як натрій, які мають майже порожні зовнішні оболонки, зазвичай реагують з такими атомами, як хлор, які мають майже повну зовнішню оболонку. Коли атом натрію втрачає електрон, його заряд стає +1; коли атом хлору отримує електрон, його заряд стає -1. Через іонний зв’язок атом кожного елемента буде поєднуватися з іншим, утворюючи молекулу, яка є більш стабільною, оскільки тепер вона має нульовий заряд. Загалом, іонний зв’язок призводить до повного переносу електронів від одного атома до іншого.

Замість того, щоб втратити або отримати електрони, деякі атоми замість цього діляться електронами, коли вони утворюють молекули. Атоми, що утворюють зв’язки цим методом, які називаються ковалентними, зазвичай є неметалами. Поділяючи електрони, отримані молекули стають стабільнішими, ніж були їх попередні компоненти, оскільки цей зв’язок дозволяє кожному атому задовольняти свої потреби в електронах; тобто електрони притягуються до ядер кожного атома. Атоми одного і того ж елемента можуть утворювати одинарні, подвійні або потрійні ковалентні зв’язки, залежно від кількості валентних електронів, які вони містять.

Металевий зв’язок - це третій тип зв’язку, який відбувається між атомами. Як випливає з назви, цей тип зв’язку відбувається між металами. У металічному зв’язку багато атомів ділять валентні електрони; це відбувається тому, що окремі атоми лише вільно утримують свої електрони. Саме ця здатність електронів вільно пересуватися між численними атомами надає металам їх відмінні якості, такі як податливість і провідність. Ця здатність згинатися або формуватися, не ламаючись, виникає тому, що електрони просто ковзають один над одним, замість того щоб розділятися. Здатність металів проводити електрику також виникає через те, що ці спільні електрони легко проходять між атомами.

У той час як іонне, ковалентне та металеве зв’язування є основними типами зв’язку, що використовуються для утворення сполук та надання їм унікальності Водневий зв'язок - це дуже спеціалізований тип зв'язку, який відбувається лише між воднем та киснем, азотом або фтор. Оскільки ці атоми набагато більші за атом водню, електрони, як правило, залишатимуться ближчими більший атом, надаючи йому трохи негативний заряд, а атому водню - трохи позитивний заряду. Саме ця полярність дозволяє молекулам води злипатися; ця полярність також дозволяє воді розчиняти багато інших сполук.

Деякі атоми можуть утворювати більше одного типу зв'язку; наприклад, такі метали, як магній, можуть утворювати як іонні, так і металеві зв’язки, залежно від того, чи є інший атом металом чи неметалом. Однак результатом усього зв’язування є стійка сполука з унікальним набором властивостей.