Waarom atomen chemische bindingen met elkaar vormen

Atomen vormen chemische bindingen om hun buitenste elektronenschillen stabieler te maken. Het type chemische binding maximaliseert de stabiliteit van de atomen waaruit het bestaat. Een ionische binding, waarbij een atoom in wezen een elektron aan een ander doneert, ontstaat wanneer een atoom stabiel wordt het verliezen van zijn buitenste elektronen en de andere atomen worden stabiel (meestal door het vullen van de valentieschil) door het verkrijgen van de elektronen. Covalente bindingen ontstaan ​​bij het delen van atomen, wat resulteert in de hoogste stabiliteit. Er bestaan ​​ook andere soorten bindingen dan ionische en covalente chemische bindingen.

De allereerste elektronenschil bevat slechts twee elektronen. Een waterstofatoom (atoomnummer 1) heeft één proton en een eenzaam elektron, dus het kan zijn elektron gemakkelijk delen met de buitenste schil van een ander atoom. Een heliumatoom (atoomnummer 2) heeft twee protonen en twee elektronen. De twee elektronen voltooien de buitenste elektronenschil (de enige elektronenschil die het heeft), plus het atoom is op deze manier elektrisch neutraal. Dit maakt helium stabiel en het is onwaarschijnlijk dat het een chemische binding vormt.

Voorbij waterstof en helium is het het gemakkelijkst aan te brengen octetregel om te voorspellen of twee atomen bindingen zullen vormen en hoeveel bindingen ze zullen vormen. De meeste atomen hebben acht elektronen nodig om hun buitenste schil te voltooien. Dus een atoom met twee buitenste elektronen zal vaak een chemische binding vormen met een atoom zonder twee elektronen om 'compleet' te zijn.

Een natriumatoom heeft bijvoorbeeld een eenzaam elektron in de buitenste schil. Een chlooratoom daarentegen is een kort elektron dat de buitenste schil vult. Natrium doneert gemakkelijk zijn buitenste elektron (het Na vormen⁺ ion, omdat het dan een meer proton heeft dan elektronen), terwijl chloor gemakkelijk een gedoneerd elektron accepteert (waardoor de Cl^- ionen, aangezien chloor stabiel is wanneer het een meer elektron heeft dan protonen). Natrium en chloor vormen een ionisch binding met elkaar om tafelzout (natriumchloride) te vormen.

U kunt in de war raken of de stabiliteit van een atoom verband houdt met zijn elektrische lading. Een atoom dat een elektron wint of verliest om een ​​ion te vormen, is stabieler dan een neutraal atoom als het ion een volledige elektronenschil krijgt door het ion te vormen.

Omdat tegengesteld geladen ionen elkaar aantrekken, zullen deze atomen gemakkelijk chemische bindingen met elkaar vormen.

Je kunt de periodiek systeem om verschillende voorspellingen te doen over de vraag of atomen bindingen gaan vormen en wat voor soort bindingen ze met elkaar zouden kunnen vormen. Helemaal rechts van het periodiek systeem staat de groep elementen die de edelgassen. Atomen van deze elementen (bijvoorbeeld helium, krypton, neon) hebben volledige buitenste elektronenschillen. Deze atomen zijn stabiel en vormen zeer zelden bindingen met andere atomen.

Een van de beste manieren om te voorspellen of atomen met elkaar zullen binden en wat voor soort bindingen ze zullen vormen, is door de elektronegativiteitswaarden van de atomen te vergelijken. Elektronegativiteit is een maat voor de aantrekkingskracht die een atoom heeft op elektronen in een chemische binding.

Een groot verschil tussen elektronegativiteitswaarden tussen atomen geeft aan dat het ene atoom wordt aangetrokken door elektronen, terwijl het andere elektronen kan accepteren. Deze atomen vormen gewoonlijk ionische bindingen met elkaar. Dit type binding vormt zich tussen een metaalatoom en een niet-metalen atoom.

Als de elektronegativiteitswaarden tussen twee atomen vergelijkbaar zijn, kunnen ze nog steeds chemische bindingen vormen om de stabiliteit van hun atomen te vergroten valentie-elektron schelp. Deze atomen vormen meestal covalente bindingen.

U kunt voor elk atoom de elektronegativiteitswaarden opzoeken om ze te vergelijken en te beslissen of een atoom een ​​binding zal vormen of niet. Elektronegativiteit is een trend in het periodiek systeem, dus u kunt algemene voorspellingen doen zonder specifieke waarden op te zoeken. De elektronegativiteit neemt toe naarmate u van links naar rechts over het periodiek systeem beweegt (behalve de edelgassen). Het neemt af naarmate u verder naar beneden gaat in een kolom of groep van de tabel. Atomen aan de linkerkant van de tafel vormen gemakkelijk ionische bindingen met atomen aan de rechterkant (nogmaals, behalve de edelgassen). Atomen in het midden van de tafel vormen vaak metalen of covalente bindingen met elkaar.