Varför skapar atomer kemiska obligationer?

Atomer bildar kemiska bindningar för att göra deras yttre elektronskal mer stabila. Typen av kemisk bindning maximerar stabiliteten hos de atomer som bildar den. En jonbindning, där en atom väsentligen donerar en elektron till en annan, bildas när en atom blir stabil genom att förlora sina yttre elektroner och de andra atomerna blir stabila (vanligtvis genom att fylla dess valensskal) genom att få elektronerna. Kovalenta bindningar bildas vid delning av atomer resulterar i högsta stabilitet. Andra typer av bindningar förutom joniska och kovalenta kemiska bindningar finns också.

Obligationer och valenselektroner

Det allra första elektronskalet innehåller bara två elektroner. En väteatom (atom nummer 1) har en proton och en ensam elektron, så den kan lätt dela sin elektron med det yttre skalet i en annan atom. En heliumatom (atom nummer 2) har två protoner och två elektroner. De två elektronerna kompletterar sitt yttre elektronskal (det enda elektronskalet som det har), plus atomen är elektriskt neutral på detta sätt. Detta gör helium stabilt och osannolikt att det bildar en kemisk bindning.

Tidigare väte och helium är det lättast att tillämpa oktetregeln för att förutsäga om två atomer kommer att bilda bindningar och hur många bindningar de kommer att bilda. De flesta atomer behöver åtta elektroner för att komplettera sitt yttre skal. Så, en atom som har två yttre elektroner kommer ofta att bilda en kemisk bindning med en atom som saknar två elektroner för att vara "kompletta".

Till exempel har en natriumatom en ensam elektron i sitt yttre skal. En kloratom är däremot kort en elektron för att fylla dess yttre skal. Natrium donerar lätt sin yttre elektron (bildar Na⁺ jon, eftersom den då har en mer proton än den har elektroner), medan klor lätt accepterar en donerad elektron (vilket gör Cl^- jon, eftersom klor är stabilt när den har en mer elektron än den har protoner). Natrium och klor bildar en jonisk bindning med varandra för att bilda bordsalt (natriumklorid).

En anmärkning om elladdning

Du kan vara förvirrad över om en atoms stabilitet är relaterad till dess elektriska laddning. En atom som får eller förlorar en elektron för att bilda en jon är mer stabil än en neutral atom om jonen får ett fullständigt elektronskal genom att bilda jonen.

Eftersom motsatt laddade joner lockar varandra kommer dessa atomer lätt att bilda kemiska bindningar med varandra.

Varför bildar atomer obligationer?

Du kan använda den periodiska tabellen för att göra flera förutsägelser om att atomer kommer att bilda bindningar och vilken typ av bindningar de kan bilda med varandra. På längst till höger om det periodiska systemet finns gruppen av element som kallas ädelgaserna. Atomer i dessa element (t.ex. helium, krypton, neon) har fulla yttre elektronskal. Dessa atomer är stabila och bildar sällan bindningar med andra atomer.

Ett av de bästa sätten att förutsäga om atomer kommer att binda med varandra och vilken typ av bindningar de kommer att bilda är att jämföra atomernas elektronegativitetsvärden. Elektronegativitet är ett mått på attraktionen som en atom har för elektroner i en kemisk bindning.

En stor skillnad mellan elektronegativitetsvärden mellan atomer indikerar att en atom dras till elektroner, medan den andra kan ta emot elektroner. Dessa atomer bildar vanligtvis joniska bindningar med varandra. Denna typ av bindning bildas mellan en metallatom och en icke-metallatom.

Om elektronegativitetsvärdena mellan två atomer är jämförbara kan de fortfarande bilda kemiska bindningar för att öka stabiliteten i deras valenselektronskal. Dessa atomer bildar vanligtvis kovalenta bindningar.

Du kan slå upp elektronegativitetsvärden för varje atom för att jämföra dem och bestämma om en atom kommer att bilda en bindning eller inte. Elektronegativitet är en periodisk trendtrend, så att du kan göra allmänna förutsägelser utan att leta upp specifika värden. Elektronegativiteten ökar när du flyttar från vänster till höger över periodiska tabellen (utom de ädla gaserna). Det minskar när du rör dig nedåt i en kolumn eller grupp i tabellen. Atomer på vänster sida av bordet bildar lätt joniska bindningar med atomer på höger sida (igen, utom de ädla gaserna). Atomer i mitten av bordet bildar ofta metalliska eller kovalenta bindningar med varandra.