Hvorfor lager atomer kjemiske bindinger?

Forskjellen mellom stabilitet og nøytral elektrisk ladning

GIPhotoStock/Getty Images

Atomer danner kjemiske bindinger for å gjøre deres ytre elektronskall mer stabile. Typen kjemisk binding maksimerer stabiliteten til atomene som danner den. En ionisk binding, der ett atom i hovedsak donerer et elektron til et annet, dannes når ett atom blir stabilt ved å miste sine ytre elektroner og de andre atomene blir stabile (vanligvis ved å fylle valensskallet) ved å få elektronene. Kovalente bindinger dannes når man deler atomer, gir høyest stabilitet. Andre typer bindinger foruten ioniske og kovalente kjemiske bindinger eksisterer også.

Obligasjoner og valenselektroner

Det aller første elektronskallet inneholder bare to elektroner. Et hydrogenatom (atomnummer 1) har ett proton og et enkelt elektron, så det kan lett dele elektronet med det ytre skallet til et annet atom. Et heliumatom (atomnummer 2), har to protoner og to elektroner. De to elektronene fullfører det ytre elektronskallet (det eneste elektronskallet det har), pluss at atomet er elektrisk nøytralt på denne måten. Dette gjør helium stabilt og det er usannsynlig at det danner en kjemisk binding.

Forbi hydrogen og helium er det lettest å bruke oktettregel å forutsi om to atomer vil danne bindinger og hvor mange bindinger de vil danne. De fleste atomer trenger åtte elektroner for å fullføre sitt ytre skall. Så, et atom som har to ytre elektroner vil ofte danne en kjemisk binding med et atom som mangler to elektroner for å være 'fullstendig.'

For eksempel har et natriumatom ett enslig elektron i sitt ytre skall. Et kloratom, derimot, er kort ett elektron for å fylle det ytre skallet. Natrium donerer lett sitt ytre elektron (som danner Na⁺ion, siden det da har ett proton mer enn det har elektroner), mens klor lett godtar et donert elektron (gjør Cl^-ion, siden klor er stabilt når det har ett elektron mer enn det har protoner). Natrium og klor danner en ionisk knytte bånd med hverandre for å danne bordsalt (natriumklorid).

En merknad om elektrisk ladning

Du kan bli forvirret om stabiliteten til et atom er relatert til dets elektriske ladning. Et atom som får eller mister et elektron for å danne et ion er mer stabilt enn et nøytralt atom hvis ionet får et fullt elektronskall ved å danne ionet.

Fordi motsatt ladede ioner tiltrekker hverandre, vil disse atomene lett danne kjemiske bindinger med hverandre.

Hvorfor danner atomer bindinger?

Du kan bruke periodiske tabell å komme med flere spådommer om hvorvidt atomer vil danne bindinger og hvilken type bindinger de kan danne med hverandre. Helt til høyre i det periodiske systemet er gruppen av grunnstoffer kalt edle gasser . Atomer av disse elementene (f.eks. helium, krypton, neon) har fulle ytre elektronskall. Disse atomene er stabile og danner svært sjelden bindinger med andre atomer.

En av de beste måtene å forutsi om atomer vil binde seg til hverandre og hvilken type bindinger de vil danne, er å sammenligne elektronegativitetsverdiene til atomene. Elektronegativitet er et mål på tiltrekningen et atom har til elektroner i en kjemisk binding.

En stor forskjell mellom elektronegativitetsverdier mellom atomer indikerer at ett atom er tiltrukket av elektroner, mens det andre kan akseptere elektroner. Disse atomene danner vanligvis ioniske bindinger med hverandre. Denne typen binding dannes mellom et metallatom og et ikke-metallatom.

Hvis elektronegativitetsverdiene mellom to atomer er sammenlignbare, kan de fortsatt danne kjemiske bindinger for å øke stabiliteten til deres valenselektron skall. Disse atomene danner vanligvis kovalente bindinger.

Du kan slå opp elektronegativitetsverdier for hvert atom for å sammenligne dem og bestemme om et atom vil danne en binding eller ikke. Elektronegativitet er en trend i periodisk tabell, så du kan lage generelle spådommer uten å slå opp spesifikke verdier. Elektronegativiteten øker når du beveger deg fra venstre til høyre over det periodiske systemet (bortsett fra edelgassene). Den reduseres når du beveger deg nedover en kolonne eller gruppe i tabellen. Atomer på venstre side av tabellen danner lett ioniske bindinger med atomer på høyre side (igjen, bortsett fra edelgassene). Atomer i midten av bordet danner ofte metalliske eller kovalente bindinger med hverandre.