Di Chris Deziel Aggiornato il 24 marzo 2022
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La tavola periodica cataloga tutti gli elementi conosciuti, ciascuno definito dal nucleo di un atomo – composto da protoni e neutroni – e dagli elettroni circostanti. Quando gli atomi interagiscono, riorganizzano gli elettroni del loro guscio esterno per ottenere una configurazione più stabile. Questo riarrangiamento dà origine a strutture ioniche o molecole covalenti, che costituiscono entrambe gli elementi costitutivi dei composti che guidano la chimica del nostro universo.
Gli atomi si uniscono in reticoli ionici o legami covalenti, producendo composti che vanno dai sali semplici alle molecole organiche complesse.
Gli atomi cercano un “ottetto” stabile (otto elettroni) nel loro guscio più esterno, ad eccezione del primo guscio, che può contenerne solo due. Un atomo che ha alcuni posti vacanti tenterà di guadagnare o condividere elettroni per riempirli, mentre un atomo che trasporta alcuni elettroni in più spesso li perderà. I gas nobili (elio, neon, argon, ecc.) possiedono già un guscio esterno completo, quindi rimangono inerti e non formano composti tra loro o con altri elementi.
Composti ionici :Un atomo che ha un singolo elettrone di valenza lo donerà a un partner che ne ha bisogno. Il donatore diventa uno ione caricato positivamente, il ricevente uno ione caricato negativamente e l'attrazione elettrostatica lo attira in un reticolo cristallino. Questa non è una molecola separata ma un composto, come esemplificato dal comune sale da cucina, il cloruro di sodio (NaCl). Ulteriori informazioni sul legame ionico .
Legame covalente :Gli atomi con da uno a quattro elettroni di valenza aggiuntivi o mancanti condividono coppie di elettroni per completare i loro ottetti. Queste coppie condivise formano forti legami covalenti e le strutture risultanti sono tipicamente molecole. L'acqua (H₂O), che si forma quando un atomo di ossigeno condivide una coppia di elettroni con ciascuno dei due atomi di idrogeno, è un classico esempio. Le molecole covalenti mostrano spesso punti di fusione e di ebollizione inferiori rispetto alle controparti ioniche. Esplora i legami covalenti .
I metalli tendono a perdere elettroni, formando ioni che si assemblano in reticoli solidi, mentre i non metalli solitamente formano molecole covalenti che sono gas o liquidi a temperatura ambiente.
Tutte le molecole inorganiche e organiche composte da più di un elemento si qualificano come composti. Gli esempi includono acido cloridrico (HCl), metano (CH₄), anidride carbonica (CO₂) e il complesso zucchero saccarosio (C₁₂H₂₂O₁₁). Il carbonio, con quattro elettroni di valenza, bilancia in modo unico gli elettroni che donano e accettano, rendendolo la spina dorsale della chimica organica.
Al contrario, le molecole costituite esclusivamente da un elemento, come l’azoto (N₂), l’ossigeno (O₂) o l’ozono (O₃), non sono composti perché coinvolgono un solo elemento. Sono, tuttavia, ancora entità molecolari distinte.
Per approfondimenti sulla tavola periodica e sulle interazioni degli elementi, consulta il database NIST sugli spettri atomici e la voce di Wikipedia sulla tavola periodica .
Per riferimento visivo, ecco una rappresentazione di come le molecole d'acqua si legano tramite interazioni covalenti:Illustrazione della molecola d'acqua .
