Atomit muodostavat kemiallisia sidoksia, jotta niiden ulkoiset elektronikuoret olisivat vakaampia. Kemiallisen sidoksen tyyppi maksimoi sitä muodostavien atomien stabiilisuuden. Ionisidos, jossa yksi atomi luovuttaa oleellisesti elektronin toiselle, muodostuu, kun yhdestä atomista tulee stabiili häviävät ulkoelektronit ja muut atomit muuttuvat vakaiksi (yleensä täyttämällä sen valenssikuori) saamalla elektroneja. Kovalenttiset sidokset muodostuvat, kun atomien jakaminen johtaa suurimpaan stabiilisuuteen. Ioni- ja kovalenttisten kemiallisten sidosten lisäksi on olemassa myös muun tyyppisiä sidoksia.
Bondit ja valenssielektronit
Aivan ensimmäisessä elektronikuoressa on vain kaksi elektronia. Vetyatomissa (atominumero 1) on yksi protoni ja yksinäinen elektroni, joten se voi helposti jakaa elektroninsa toisen atomin ulkokuoren kanssa. Heliiumatomilla (atominumero 2) on kaksi protonia ja kaksi elektronia. Nämä kaksi elektronia täydentävät ulkoisen elektronikuorensa (ainoa elektronikuori, joka sillä on), plus atomi on tällä tavalla sähköisesti neutraali. Tämä tekee heliumistabiiliksi eikä todennäköisesti muodosta kemiallista sidosta.
Aikaisemmin vetyä ja heliumia on helpointa levittää oktettisääntö ennustaa, muodostavatko kaksi atomia sidoksia ja kuinka monta sidosta ne muodostuvat. Useimmat atomit tarvitsevat kahdeksan elektronia ulkokuorensa loppuunsaattamiseksi. Joten atomi, jolla on kaksi ulkoelektronia, muodostaa usein kemiallisen sidoksen atomin kanssa, josta puuttuu kaksi elektronia ollakseen "täydellisiä".
Esimerkiksi natriumatomilla on yksi yksinäinen elektroni ulkokuoressaan. Klooriatomi on sitä vastoin lyhyt yksi elektroni täyttääkseen ulkokuorensa. Natrium luovuttaa helposti ulkoisen elektroninsa (muodostaen Na+ ioni, koska siinä on silloin yksi protoni enemmän kuin siinä on elektroneja), kun taas kloori hyväksyy helposti luovutetun elektronin (jolloin Cl- ioni, koska kloori on stabiili, kun siinä on yksi elektroni enemmän kuin siinä on protoneja). Natrium ja kloori muodostavat ionisen side toistensa kanssa ruokasuolan (natriumkloridin) muodostamiseksi.
Huomautus sähkölatauksesta
Saatat olla hämmentynyt siitä, liittyykö atomin stabiilisuus sen sähkövaraukseen. Atomi, joka saavuttaa tai menettää elektronin ionin muodostamiseksi, on vakaampi kuin neutraali atomi, jos ioni saa täydellisen elektronikuoren muodostamalla ionin.
Koska vastakkaisesti varatut ionit houkuttelevat toisiaan, nämä atomit muodostavat helposti kemiallisia sidoksia toistensa kanssa.
Miksi atomit muodostavat joukkovelkakirjoja?
Voit käyttää jaksollinen järjestelmä tehdä useita ennusteita siitä, muodostavatko atomit sidoksia ja millaisia sidoksia ne voivat muodostaa keskenään. Jaksotaulukon oikeassa reunassa on ryhmä nimeltään jalokaasut. Näiden elementtien (esim. Heliumin, kryptonin, neonin) atomeilla on täydet ulkoiset elektronikuoret. Nämä atomit ovat stabiileja ja muodostavat hyvin harvoin sidoksia muiden atomien kanssa.
Yksi parhaimmista tavoista ennustaa, sitoutuvatko atomit toisiinsa ja millaisia sidoksia ne muodostavat, on verrata atomien elektronegatiivisuusarvoja. Elektronegatiivisuus on mittari vetovoimasta, jonka atomilla on elektroneihin kemiallisessa sidoksessa.
Suuri ero atomien välisissä elektronegatiivisuusarvoissa osoittaa, että yksi atomi houkuttelee elektroneja, kun taas toinen voi hyväksyä elektroneja. Nämä atomit muodostavat yleensä ionisia sidoksia toistensa kanssa. Tämän tyyppinen sidos muodostuu metalliatomin ja ei-metallisen atomin välillä.
Jos kahden atomin väliset elektronegatiivisuusarvot ovat vertailukelpoisia, ne voivat silti muodostaa kemiallisia sidoksia atomien stabiilisuuden lisäämiseksi valenssielektroni kuori. Nämä atomit muodostavat yleensä kovalenttiset sidokset.
Voit etsiä kunkin atomin elektronegatiivisuusarvoja vertailla niitä ja päättää muodostaako atomi sidoksen vai ei. Elektronegatiivisuus on jaksollisen trendin mukainen, joten voit tehdä yleisiä ennusteita etsimättä tiettyjä arvoja. Elektronegatiivisuus kasvaa siirryttäessä jaksotaulun vasemmalta oikealle (paitsi jalokaasut). Se vähenee, kun siirrät alas sarakkeen tai taulukoryhmän. Pöydän vasemmalla puolella olevat atomit muodostavat helposti ionisia sidoksia oikealla puolella olevien atomien kanssa (jälleen paitsi jalokaasut). Pöydän keskellä olevat atomit muodostavat usein metallisia tai kovalenttisia sidoksia toistensa kanssa.