Съдържание
Периодичната таблица е каталог на всички известни елементи и е безопасно да се каже, че тази вселена няма да съществува, ако тези елементи не се комбинират. Всеки елемент се характеризира с атом с определен брой протони и неутрони в ядрото му и определен брой електрони, които ги заобикалят. Когато атомите се комбинират, те споделят най-външните си електрони, за да създадат по-устойчиви енергийни състояния. Това споделяне свързва атомите в йонна структура или молекула.
TL; DR (Твърде дълго; Не четях)
Атомите могат да се комбинират в йонни решетъчни структури или в ковалентни молекули. Когато различни видове атоми се комбинират, резултатът се нарича съединение.
Как се комбинират атомите
Склонността на един атом да се комбинира зависи от броя на електроните, които има във външната му обвивка. Всяка обвивка има осем пространства за електрони с изключение на първата обвивка, която има само две пространства. Ако някои от пространствата не са заети, един атом се стреми да придобие или да сподели електрони, за да го запълни, за да постигне стабилна външна обвивка с осем електрона. От друга страна, по-лесно е един атом само с няколко допълнителни електрона да се отърве от тях, за да постигне стабилност. Благородните газове, които включват хелий, аргон и неон, вече имат стабилни външни обвивки, пълни с електрони, така че тези елементи не образуват комбинации помежду си или с други атоми.
Йонно съединение: Атом със само един електрон във външната му обвивка се стреми да дари електрона на друг атом, докато един с едно пространство лесно ще го приеме. Атомът, който дарява този електрон, става положително зареден в резултат, а атомът, който го приема, става отрицателно зареден. След това електростатичното привличане свързва атомите в решетъчна структура. Това не е молекула, защото двойките атоми не са независими, а са нейни съединения, защото са се образували от два различни елемента. Обичайната трапезна сол, натриев хлорид (NaCl), е класическият пример за йонно съединение.
Ковалентно свързване: Атом с един, два, три или четири допълнителни електрона във външната му обвивка или един липсващ един, два или три електрона се стреми да сподели електрони за постигане на стабилност. Когато това споделяне се случва по двойки, връзката се нарича ковалентна връзка и може да бъде много силна. Водната молекула, която се образува, когато молекула кислород запълва външните си черупки с електрони от два водородни атома, е пример. Атомите могат да споделят една, две или три електронни двойки и съединенията, които образуват, имат тенденция да имат по-ниски точки на топене и кипене от йонните съединения.
Всички елементи с изключение на металите образуват ковалентни връзки. Част от това, което прави един метал това, което е, е склонността му да губи електроните във външната си обвивка и да се превърне в йон, който е заредена частица. Йони предпочитат да се слеят в твърди решетъчни структури. От друга страна, ковалентните молекули образуват течности или газове.
Кога молекулата е съединение?
Атомите могат да се комбинират, за да образуват прости молекули, като вода, или могат да се комбинират в големи струни, за да образуват сложни такива, като захароза (C12Н22О11). Тъй като въглеродът има четири електрона във външната си обвивка, той дарява и приема електроните еднакво добре, и неговият градивен елемент на всички органични молекули, от които зависи животът. Всички неорганични и органични молекули, съставени от повече от един елемент, са съединения. Примери са хлороводород (HCl), метан (СН4), въглероден диоксид (CO2) и захароза.
Също така е обичайно атомите на един и същ елемент да споделят електрони за постигане на стабилност. Двата най-обилни газове в атмосферата, азот (N2) и кислород (О2), са съставени от молекули, образувани от един елемент. Молекулите на азота и кислорода не са съединения, тъй като не са съставени от различни елементи. Дори озон (О3), по-малко стабилна и по-реактивна комбинация от кислородни молекули, не успява да се квалифицира като съединение, тъй като се състои само от един елемент.