Alla atomer består av en positivt laddad kärna omgiven av negativt laddade elektroner. De yttersta elektronerna - valenselektronerna - kan interagera med andra atomer, och beroende på hur dessa elektroner interagerar med andra atomerna bildas antingen en jonisk eller kovalent bindning och atomerna smälter samman för att bilda en molekyl.

Elektroniska skal

Varje element är omgivet av ett visst antal elektroner som fyller elektron-orbitaler. Varje orbital kräver att två elektroner är stabila, och orbitalerna är organiserade i skal, varvid varje successivt skal har en högre energinivå än den föregående. Det lägsta skalet innehåller bara en elektronomgång, 1S, och kräver sålunda endast att två elektroner är stabila. Det andra skalet (och alla som följer) innehåller fyra orbitaler - 2S, 2Px, 2Py och 2Pz (en P för varje axel: x, y, z) - och kräver att åtta elektroner ska vara stabila. > Att gå ner i raderna av elementets periodiska tabell, finns ett nytt skal med 4 elektronorbitaler med samma inställning som det andra skalet runt varje element. Till exempel har väte i den första raden endast det första skalet med en orbital (1S) medan klor i den tredje raden har det första skalet (1S-omloppet), det andra skalet (2S, 2Px, 2Py, 2Pz-orbitalerna) och en tredje skal (3S, 3Px, 3Py, 3Px-orbitaler).

Obs! Antalet framför varje S- och P-orbital är en indikation på det skal i vilket det orbitalet ligger, inte kvantitet.

Valenselektroner

Elektronerna i ett visst elements yttre skal är dess valenselektroner. Eftersom alla element vill ha ett fullständigt yttre skal (åtta elektroner) är det elektronerna som det är villigt att antingen dela med andra element för att bilda molekyler eller att ge upp helt för att bli jon. När elementen delar elektroner bildas en stark kovalent bindning. När ett element ger bort en yttre elektron, resulterar det i motsatt laddade joner som hålls ihop av en svagare jonbindning.

Joniska bindningar

Alla element börjar med en balanserad laddning. Det vill säga antalet positivt laddade protoner är lika med antalet negativt laddade elektroner, vilket resulterar i en övergripande neutral laddning. Ibland kommer emellertid ett element med endast en elektron i ett elektronskal att ge upp den elektronen till ett annat element som bara behöver en elektron för att slutföra ett skal.

När det händer faller det ursprungliga elementet ner till ett fullt skal och den andra elektronen fullbordar sitt övre skal; båda elementen är nu stabila. Men eftersom antalet elektroner och protoner i varje element inte längre är lika, har elementet som mottog elektronen nu en netto negativ laddning och det element som gav upp elektronen har en positiv nettoladdning. De motsatta laddningarna orsakar en elektrostatisk attraktion som drar joner samman tätt i en kristallbildning. Detta kallas en jonbindning.

Ett exempel på detta är när en natriumatom ger upp sin enda 3S-elektron för att fylla det sista skalet av en kloratom, vilket bara behöver en ytterligare elektron att bli stabil. Detta skapar ionerna Na- och Cl +, som sammanbindas för att bilda NaCl eller vanligt bordsalt.

Kovalenta bindningar

I stället för att ge bort eller ta emot elektroner kan två (eller flera) atomer dela också elektronpar för att fylla deras yttre skal. Detta bildar en kovalent bindning, och atomerna smälter samman i en molekyl.

Ett exempel på detta är när två syreatomer (sex valenselektroner) stöter på kol (fyra valenselektroner). Eftersom varje atom vill ha åtta elektroner i sitt yttre skal delar kolatom två av sina valenselektroner med varje syreatom och fyller sina skal, medan varje syreatom delar två elektroner med kolatomen för att slutföra sitt skal. Den resulterande molekylen är koldioxid, eller CO2.