Door Chris Deziel Bijgewerkt op 24 maart 2022

Creativeye99/iStock/GettyImages

Het periodiek systeem catalogiseert alle bekende elementen, elk gedefinieerd door de atoomkern – bestaande uit protonen en neutronen – en de omringende elektronen. Wanneer atomen op elkaar inwerken, herschikken ze hun buitenste schil-elektronen om een ​​stabielere configuratie te bereiken. Deze herschikking leidt tot ionische structuren of covalente moleculen, die beide de bouwstenen vormen van verbindingen die de chemie van ons universum aandrijven.

TL;DR

Atomen komen samen in ionische roosters of covalente bindingen, waardoor verbindingen ontstaan die variëren van eenvoudige zouten tot complexe organische moleculen.

Hoe atomen combineren

Atomen zoeken een stabiel ‘octet’ (acht elektronen) in hun buitenste schil, behalve de eerste schil, die er slechts twee kan bevatten. Een atoom met een paar lege plekken zal proberen elektronen te verwerven of te delen om deze te vullen, terwijl een atoom met een paar extra elektronen deze vaak zal verliezen. Edelgassen (helium, neon, argon, enz.) hebben al een volledige buitenlaag, waardoor ze inert blijven en geen verbindingen met elkaar of met andere elementen vormen.

Ionische verbindingen :Een atoom dat één valentie-elektron heeft, zal dit doneren aan een partner die er een nodig heeft. De donor wordt een positief geladen ion, de ontvanger een negatief geladen ion, en elektrostatische aantrekkingskracht trekt ze in een kristallijn rooster. Dit is geen afzonderlijk molecuul, maar een verbinding, zoals geïllustreerd door gewoon tafelzout, natriumchloride (NaCl). Meer informatie over ionische binding .

Covalente binding :Atomen met één tot vier extra of ontbrekende valentie-elektronen delen elektronenparen om hun octetten te voltooien. Deze gedeelde paren vormen sterke covalente bindingen en de resulterende structuren zijn doorgaans moleculen. Water (H₂O), gevormd wanneer een zuurstofatoom één elektronenpaar deelt met elk van de twee waterstofatomen, is een klassiek voorbeeld. Covalente moleculen vertonen vaak lagere smelt- en kookpunten dan ionische tegenhangers. Ontdek covalente bindingen .

Metalen hebben de neiging elektronen te verliezen en ionen te vormen die zich samenvoegen tot vaste roosters, terwijl niet-metalen gewoonlijk covalente moleculen vormen die bij kamertemperatuur gassen of vloeistoffen zijn.

Wanneer is een molecuul een verbinding?

Alle anorganische en organische moleculen die uit meer dan één element bestaan, kwalificeren als verbindingen. Voorbeelden hiervan zijn waterstofchloride (HCl), methaan (CH₄), kooldioxide (CO₂) en de complexe suikersucrose (C₁₂H₂₂O₁₁). Koolstof, met vier valentie-elektronen, brengt op unieke wijze het doneren en accepteren van elektronen in evenwicht, waardoor het de ruggengraat van de organische chemie vormt.

Moleculen die uitsluitend uit één element bestaan, zoals stikstofgas (N₂), zuurstofgas (O₂) of ozon (O₃), zijn daarentegen geen verbindingen omdat ze slechts uit één enkel element bestaan. Het zijn echter nog steeds afzonderlijke moleculaire entiteiten.

Voor diepere inzichten in het periodiek systeem en de elementinteracties raadpleegt u de NIST Atomic Spectra Database en het Wikipedia-artikel over het periodiek systeem .

Ter visuele referentie:hier is een afbeelding van hoe watermoleculen zich binden via covalente interacties:Illustratie van watermoleculen .