Atomy tworzą wiązania chemiczne, aby ich zewnętrzne powłoki elektronowe były bardziej stabilne. Rodzaj wiązania chemicznego maksymalizuje stabilność tworzących go atomów. Wiązanie jonowe, w którym jeden atom zasadniczo przekazuje elektron do drugiego, powstaje, gdy jeden atom staje się stabilny utrata zewnętrznych elektronów i innych atomów staje się stabilna (zwykle poprzez wypełnienie powłoki walencyjnej) poprzez uzyskanie elektrony. Wiązania kowalencyjne powstają, gdy dzielenie atomów daje najwyższą stabilność. Istnieją również inne rodzaje wiązań oprócz wiązań jonowych i kowalencyjnych związków chemicznych.
Wiązania i elektrony walencyjne
Pierwsza powłoka elektronowa zawiera tylko dwa elektrony. Atom wodoru (liczba atomowa 1) ma jeden proton i samotny elektron, dzięki czemu może z łatwością dzielić swój elektron z zewnętrzną powłoką innego atomu. Atom helu (liczba atomowa 2) ma dwa protony i dwa elektrony. Dwa elektrony uzupełniają swoją zewnętrzną powłokę elektronową (jedyną powłokę elektronową, jaką posiada), a atom jest w ten sposób elektrycznie obojętny. Dzięki temu hel jest stabilny i jest mało prawdopodobne, aby tworzył wiązanie chemiczne.
Po wodoru i helu najłatwiej jest zastosować reguła oktetu przewidzieć, czy dwa atomy utworzą wiązania i ile wiązań utworzą. Większość atomów potrzebuje ośmiu elektronów, aby ukończyć swoją zewnętrzną powłokę. Tak więc atom, który ma dwa zewnętrzne elektrony, często tworzy wiązanie chemiczne z atomem, który nie ma dwóch elektronów, aby był „kompletny”.
Na przykład atom sodu ma jeden samotny elektron w swojej zewnętrznej powłoce. Natomiast atom chloru jest krótki na jeden elektron, aby wypełnić swoją zewnętrzną powłokę. Sód łatwo oddaje swój zewnętrzny elektron (tworząc Na+ jon, ponieważ ma wtedy jeszcze jeden proton niż elektrony), podczas gdy chlor chętnie przyjmuje darowany elektron (tworząc Cl- jon, ponieważ chlor jest stabilny, gdy ma jeden elektron więcej niż protony). Sód i chlor tworzą jon więź ze sobą tworząc sól kuchenną (chlorek sodu).
Uwaga na temat ładowania elektrycznego
Możesz się mylić, czy stabilność atomu jest związana z jego ładunkiem elektrycznym. Atom, który zyskuje lub traci elektron w celu utworzenia jonu, jest bardziej stabilny niż atom obojętny, jeśli jon otrzyma pełną powłokę elektronową przez utworzenie jonu.
Ponieważ przeciwnie naładowane jony przyciągają się wzajemnie, atomy te z łatwością utworzą ze sobą wiązania chemiczne.
Dlaczego atomy tworzą obligacje?
Możesz użyć układ okresowy aby dokonać kilku prognoz dotyczących tego, czy atomy utworzą wiązania i jaki rodzaj wiązań mogą się ze sobą utworzyć. Po prawej stronie układu okresowego znajduje się grupa elementów zwana Gazy szlachetne. Atomy tych pierwiastków (np. Hel, krypton, neon) mają pełne zewnętrzne powłoki elektronowe. Atomy te są stabilne i bardzo rzadko tworzą wiązania z innymi atomami.
Jednym z najlepszych sposobów przewidywania, czy atomy będą się ze sobą wiązały i jaki rodzaj wiązań utworzą, jest porównanie wartości elektroujemności atomów. Elektroujemność jest miarą przyciągania atomu do elektronów w wiązaniu chemicznym.
Duża różnica między wartościami elektroujemności między atomami wskazuje, że jeden atom jest przyciągany do elektronów, podczas gdy drugi może akceptować elektrony. Atomy te zwykle tworzą ze sobą wiązania jonowe. Ten rodzaj wiązania tworzy się między atomem metalu a atomem niemetalicznym.
Jeśli wartości elektroujemności między dwoma atomami są porównywalne, mogą one nadal tworzyć wiązania chemiczne, aby zwiększyć ich stabilność elektron walencyjny muszla. Atomy te zwykle tworzą wiązania kowalencyjne.
Możesz sprawdzić wartości elektroujemności dla każdego atomu, aby je porównać i zdecydować, czy atom utworzy wiązanie, czy nie. Elektroujemność jest trendem w układzie okresowym, więc możesz dokonywać ogólnych prognoz bez wyszukiwania określonych wartości. Elektroujemność wzrasta w miarę przesuwania się od układu okresowego od lewej do prawej (z wyjątkiem gazów szlachetnych). Zmniejsza się, gdy przesuwasz się w dół kolumny lub grupy tabeli. Atomy po lewej stronie tabeli łatwo tworzą wiązania jonowe z atomami po prawej stronie (znowu, oprócz gazów szlachetnych). Atomy na środku stołu często tworzą ze sobą wiązania metaliczne lub kowalencyjne.