Av Chris Deziel Uppdaterad 24 mars 2022
Creativeye99/iStock/GettyImages
Det periodiska systemet katalogiserar alla kända grundämnen, var och en definierad av en atoms kärna – sammansatt av protoner och neutroner – och dess omgivande elektroner. När atomer interagerar omarrangerar de sina elektroner från det yttre skalet för att uppnå en mer stabil konfiguration. Denna omarrangering ger upphov till jonstrukturer eller kovalenta molekyler – som båda utgör byggstenarna i föreningar som driver kemin i vårt universum.
Atomer går samman i antingen joniska gitter eller kovalenta bindningar, och producerar föreningar som sträcker sig från enkla salter till komplexa organiska molekyler.
Atomer söker en stabil "oktett" (åtta elektroner) i sitt yttersta skal - förutom det första skalet, som bara kan hålla två. En atom som har några lediga fläckar kommer att försöka få eller dela elektroner för att fylla dem, medan en atom som bär några extra elektroner ofta kommer att förlora dem. Ädelgaser (helium, neon, argon, etc.) har redan ett fullständigt yttre skal, så de förblir inerta och bildar inte föreningar med varandra eller med andra grundämnen.
Joniska föreningar :En atom som har en enda valenselektron kommer att donera den till en partner som behöver en. Donatorn blir en positivt laddad jon, mottagaren en negativt laddad jon, och elektrostatisk attraktion drar in dem i ett kristallint gitter. Detta är inte en diskret molekyl utan en förening, vilket exemplifieras av vanligt bordssalt, natriumklorid (NaCl). Läs mer om jonbindning .
Kovalent bindning :Atomer med en till fyra extra eller saknade valenselektroner delar på elektronpar för att komplettera sina oktetter. Dessa delade par bildar starka kovalenta bindningar, och de resulterande strukturerna är vanligtvis molekyler. Vatten (H2O), som bildas när en syreatom delar ett elektronpar med var och en av två väteatomer, är ett klassiskt exempel. Kovalenta molekyler uppvisar ofta lägre smält- och kokpunkter än joniska motsvarigheter. Utforska kovalenta bindningar .
Metaller tenderar att förlora elektroner och bildar joner som sätts samman till fasta gitter, medan icke-metaller vanligtvis bildar kovalenta molekyler som är gaser eller vätskor vid rumstemperatur.
Alla oorganiska och organiska molekyler som består av mer än ett grundämne kvalificeras som föreningar. Exempel inkluderar väteklorid (HCl), metan (CH4), koldioxid (CO2) och det komplexa sockret sackaros (C12H22O11). Kol, med fyra valenselektroner, balanserar unikt att donera och ta emot elektroner, vilket gör det till ryggraden i organisk kemi.
Däremot är molekyler som enbart består av ett grundämne - såsom kvävgas (N₂), syrgas (O₂) eller ozon (O₃) - inte föreningar eftersom de bara involverar ett enda element. De är dock fortfarande distinkta molekylära enheter.
För djupare insikter i det periodiska systemet och elementinteraktioner, konsultera NIST Atomic Spectra Database och Wikipedia-posten i det periodiska systemet .
För visuell referens, här är en skildring av hur vattenmolekyler binder sig via kovalenta interaktioner:Vattenmolekylillustration .
