Як зв'язуються атоми

Увага: Через позицію правовласника щодо вмісту дане відео українською було видалене з Ютуб каналу "Цікава наука". Ви зможете знайти його на Толоці.

Багато атомів існують не окремо від інших, а у зв’язаному стані з іншими атомами.
І зв’язки можуть утворюватися як між атомами одного і того ж елементу, так і між атомами різних елементів.
Легко уявити ці зв’язки як перетягування каната.
Якщо один атом дуже сильний, він може перетягнути на себе один, або кілька електронів від іншого атома.
Тоді ви отримуєте один від’ємно заряджений іон, і один додатно заряджений.
Притягання між протилежними зарядами називається іонним зв’язком.
Це такий вид обміну, ніби ви віддали комусь свою іграшку і ніколи не отримали б її назад.
Складові частини харчової солі, або хлориду натрію отримуються разом за рахунок іонних зв’язків.
Кожен атом натрію віддає один електрон атомові хлору, так утворюються іони.
І ці іони вибудовуються в тривимірну кристалічну ґратку, в якій кожен іон натрію зв’язаний з шістьма іонами хлору.
А кожен іон хлору зв’язаний з шістьма іонами натрію.
Атоми хлору ніколи не віддають атомам натрію їхні електрони назад.
Однак, ці обміни не завжди такі шаблонні.
Якщо жоден атомне може пересилити іншого, вони можуть поділити електрони між собою.
Це як обід в складчину, коли ви з другом купуєте по одній страві, але розділяєте кожну з них на двох.
Кожен атом притягується до спільних електронів, і це притягання називається ковалентним зв’язком.
Білки й ДНК нашого організму, наприклад, утримуються разом в основному ковалентними зв’язками.
Деякі атоми можуть утворювати ковалентний зв’язок лише з одним атомом, інші з багатьма.
Кількість атомів, з якими один атом здатний утворити зв’язок, залежить від розташування, або конфігурації електронів.
Тож, як організовані електрони в атомах?
Кожен незв’язаний атом будь-якого хімічного елемента електрично нейтральний, оскільки кількість протонів в його ядрі дорівнює кількості електронів біля ядра.
Але не всі ці електрони можуть утворювати зв’язок.
Лише найвіддаленіші від ядра електрони, що відносяться до зовнішньої електронної оболонки й володіють найбільшою енергією.
Саме вони беруть участь в утворенні хімічних зав’язків.
До речі, це стосується й іонних зав’язків.
Згадайте хлорид натрію.
Так ось, електрон, що втрачає натрій, є найвіддаленіший від його ядра, і електронна оболонка, яку він займає, коли переходить до хлору, найвіддаленіша від ядра атома хлору.
Але повернімося до ковалентних зав’язків.
У вуглецю є чотири електрони, здатних зв’язуватися.
У азоту — три, у кисню — два.
Отже, вуглець утворює чотири зв’язки, азот — три, і кисень — два.
Атом водню має лише один електрон, тому він може сформувати тільки один зв’язок.
В окремих випадках атоми можуть утворювати більше зав’язків, ніж можна було б очікувати.
Але у них на це повинно бути дійсно вагома причина.
Інакше все може розвалитися на шматки.
Групи атомів, зв’язаних ковалентна, називають молекулами.
Вони можуть бути маленькими.
Наприклад, кожна молекула кисню, яким ми дихаємо, складається лише з двох, зв’язаних між собою атомів оксигену.
Або ж молекулу можуть бути дуже, дуже великими.
Тринадцята людська хромосома, пара, — це лише всього дві молекули, але кожна з них містить більше 37 мільярдів атомів.
І вся ця структура, це величезне місто атомів, утримується разом звичайнісінькими хімічними зв’язками.