Зміст
Періодична таблиця - це каталог всіх відомих елементів, і можна з упевненістю сказати, що ця всесвіт не буде існувати, якби ці елементи не поєднувалися. Кожен елемент характеризується атомом з певною кількістю протонів і 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. Цей розподіл зв'язує атоми в іонну структуру або молекулу.
TL; DR (Занадто довго; 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 своїй зовнішній оболонці. Кожна оболонка має вісім пробілів для електронів, крім першої оболонки, яка має лише два простори. Якщо кілька просторів не зайняті, атом прагне придбати або поділити електрони, щоб заповнити його, щоб досягти стійкої зовнішньої оболонки з вісьмома електронами. З іншого боку, атому легше позбутися лише кількох зайвих електронів, щоб досягти стабільності. У благородних газів, до складу яких входять гелій, аргон та неон, вже є стійкі зовнішні оболонки, наповнені електронами, тому ці елементи не утворюють комбінацій один з одним або з іншими атомами.
Іонне з'єднання: Атом, який має лише один електрон у своїй зовнішній оболонці, прагне подарувати електрон на інший атом, тоді як той, який має єдиний простір, легко сприймає його. Атом, який дарує цей електрон, в результаті стає позитивно зарядженим, а атом, який приймає його, стає негативно зарядженим. Електростатичне притягання потім зв'язує атоми в структуру решітки. Це не молекула, тому що пари атомів не є незалежними, а є їх сполукою, оскільки вона утворена з двох різних елементів. Поширена кухонна сіль, хлорид натрію (NaCl) - класичний приклад іонної сполуки.
Ковалентне скріплення: Атом з одним, двома, трьома або чотирма зайвими електронами у своїй зовнішній оболонці або одним відсутнім одним, двома або трьома електронами прагне поділити електрони для досягнення стабільності. Коли такий розподіл відбувається парами, зв’язок називається ковалентним зв’язком, і він може бути дуже сильним. Прикладом є молекула води, яка утворюється, коли молекула кисню заповнює свої зовнішні оболонки електронами з двох атомів водню. Атоми можуть поділяти одну, дві або три пари електронів, а сполуки, які вони утворюють, мають більш низькі температури плавлення та кипіння, ніж іонні сполуки.
Усі елементи, крім металів, утворюють ковалентні зв’язки. Частина того, що робить метал таким, яким він є, - це його схильність втрачати електрони у своїй зовнішній оболонці та перетворюватися на іон, який є зарядженою частинкою. Іони вважають за краще зливатися в суцільні решітчасті структури. Ковалентні молекули, з іншого боку, частіше утворюють рідини або гази.
Коли молекула сполука?
Атоми можуть поєднуватися, утворюючи прості молекули, такі як вода, або вони можуть об'єднуватися великими струнами, утворюючи складні, такі як сахароза (C12Н22О11). Оскільки вуглець має чотири електрони у своїй зовнішній оболонці, він дарує та приймає електрони однаково добре, і це є складовою частиною всіх органічних молекул, від яких залежить життя. Всі неорганічні та органічні молекули, що складаються з більш ніж одного елемента, є сполуками. Прикладами є хлорид водню (HCl), метан (CH)4), вуглекислий газ (СО)2) і сахарози.
Також для атомів одного і того ж елемента спільно ділити електрони для досягнення стабільності. Два найпоширеніші гази в атмосфері, азот (N2) і кисню (О2), складаються з молекул, утворених з одного елемента. Молекули азоту та кисню не є сполуками, оскільки вони не складаються з різних елементів. Навіть озон (О3), менш стабільна і більш реакційноздатна комбінація молекул кисню, не може кваліфікуватися як сполука, оскільки складається лише з одного елемента.