Co to jest związek chemiczny?

Związek chemiczny to rodzaj cząsteczki (zbiór związanych atomów) składający się z więcej niż jednego pierwiastka. Na przykład woda (H2O) jest związkiem, podczas gdy wodór dwuatomowy (H2) nie jest. Większość atomów tworzących skorupę ziemską i organizmy żywe są w złożonej formie. Związki są reprezentowane przez wzory molekularne, które wymieniają składowe atomy i ich obfitość.

W zależności od atomów związek może być utrzymywany razem przez różne wiązania chemiczne. Wiązania powstają w wyniku interakcji atomowych powłok elektronowych w różnych konfiguracjach orbitalnych. W zależności od liczby elektronów krążących wokół jądra atomu i ilości przestrzeni na orbitach niektóre atomy mają skłonność do wiązania się z niektórymi innymi typami atomów. Kropki Lewisa, graficzny system reprezentujący typy wiązań złożonych, nazwany na cześć chemika Gilberta Lewisa, jest często nauczany na lekcjach chemii w liceum. O istnieniu wiązań chemicznych spekulowano co najmniej od XII wieku, chociaż całe pole było słabo poznane, dopóki koncepcja wiązań elektronowych nie została wprowadzona przez Lewisa w 1916 roku.

Kiedy atom ma „pełną” powłokę elektronową, jest bardzo niereaktywny i nie wiąże się z innymi atomami. Elementy te można znaleźć po prawej stronie układu okresowego i nazywane są gazami szlachetnymi. Przykłady obejmują hel, neon i argon.

W związkach chemicznych najczęstszym rodzajem wiązania jest wiązanie kowalencyjne, w którym oba składowe atomy mają podobną elektroujemność, co powoduje równomierny podział elektronów. Orbitale elektronowe zachodzą na siebie, a pojedynczy elektron może okrążyć oba jądra atomowe, nie należąc do żadnego z nich. Przykładem cząsteczki utrzymywanej razem przez wiązania kowalencyjne jest diament. Drugi rodzaj wiązania, wiązanie jonowe, występuje w atomach o znacznych różnicach w elektroujemności, gdzie ten jeden atom dominuje w dostawie elektronów. Są one zwykle nieco słabsze niż wiązania kowalencyjne. Przykładem jest chlorek sodu lub sól.

Istnieją inne typy wiązań: wiązania metaliczne, siły van der Waalsa i kilka innych. Razem tworzą one wszystkie związki chemiczne we wszechświecie.