ทำไมอะตอมจึงรวมตัวกันได้

สารประกอบ ถูกสร้างขึ้นจาก ธาตุ สองชนิด หรือมากกว่า

โดยมีพันธะทางเคมีเชื่อมโยงกันไว้ ถ้าในสารประกอบจะมีพันธะที่แข็งแกร่งมาก ดังนั้น จึงเป็นการยากที่จะแยกออก

อะตอมเชื่อมเข้าหากันเพื่อจะสร้างเสถียรภาพให้กับโครงสร้างอิเล็กตรอนเหมือนกับ ก๊าซเฉื่อย

ก๊าซเฉื่อย จะไม่มีปฏิกิริยาและจะไม่รวมตัวสร้างสารประกอบ เนื่องจากอะตอมในวงรอบนอกสุดเต็ม

อะตอมจะเกาะเข้าที่ระดับพลังงานจนเต็มโดยการได้รับหรือการสูญเสียอิเล็กตรอน เช่น ในพันธะแบบไอออนิก หรือการแลกเปลี่ยนอิเล็กตรอน พันธะแบบโควาเลน

 

พันธะไอออนิก

จะมีการรับเอาหรือสูญเสียอิเล็กตรอนไปเพื่อจะสร้างพันธะที่เรียกกันว่าอิออน

อะตอมเสียอิเล็กตรอน เพื่อสร้างประจุบวก อะตอมซึ่งได้อิเล็กตรอนจะสร้างประจุลบขึ้น

โซเดียมจะมีอิเล็กตรอน 11 ตัว&และการจัดเรียงอิเล็กตรอนจะเป็น 2, 8, 1.

เมื่อโซเดียมมีปฏิกิริยา กับธาตุชนิดอื่นๆ อะตอมในวงชั้นนอกสุดก็จะสูญเสียไป เพื่อสร้างให้เป็นประจุบวก

ในพันธะแบบไอออนิก ประจุที่อยู่ตรงข้ามกันจะถูกเชื่อมเข้าหากัน ด้วยพลังงานไฟฟ้า โซเดียมและคลอไร

จะมีการเชื่อมอิออนเข้าด้วยกัน เพื่อจะกลายเป็นโซเดียมและคลอไร

ไม่มีประจุแสดงให้เห็นในสูตรเนื่องจากถูกยกเลิกไป

นอกจากนี้ ยังจะมีการแลกเปลี่ยนอิออนใน แม็กนีเซียมออกไซด์และแคลเซียมคลอไร

สารประกอบไอออนิก

จะมีโครงสร้างของอิออนขนาดใหญ่ โครงสร้างขนาดใหญ่นั้น จะมีจุดหลอมเหลวและจุดเดือดสูง เนื่องจากจะมีพันธะที่แข็งแกร่ง ระหว่างอิออนต่างๆ

เมื่อสารประกอบไอออนิกหลอมเหลวหรือละลายในน้ำ จะเป็นตัวนำไฟฟ้าเนื่องจากอิออนมีอิสระที่จะเคลื่อนที่

พันธะโควาเลน

อะตอมจะสร้างเสถียรภาพของอิเล็กตรอน โดยการแลกเปลี่ยน อิเล็กตรอนระหว่างกันในวงนอกของระดับพลังงาน

สารประกอบโควาเลน จะมีโครงสร้าง โมเลกุลง่ายๆ อาทิเช่น น้ำ

ไฮโดรเจนจะมีเพียง 1 อิเล็กตรอนในชั้นหนึ่ง ระดับชั้นนี้จะสามารถจับอิเล็กตรอนได้ 2 ตัวดังนั้นจึงต้องการอิเล็กตรอนอีก 1 ตัวเพื่อเติมเต็ม

ออกซิเจนมีอิเล็กตรอน 6 ตัวที่วงชั้นนอกสุด ดังนั้นจึงต้องการอิเล็กตรอนอีก 2 ตัวเพื่อเติมเต็ม ออกซเจนจึงสร้างการแลกเปลี่ยนอิเล็กตรอน โดย จับคู่อิเล็กตรอน กับไฮโดรเจน ดังนั้นอะตอมทั้งหมดก็จะมีระดับชั้นพลังงานเต็ม

การจับคู่แลกเปลี่ยนอิเล็กตรอนเรียกว่า พันธะโควาเลน อิเล็กตรอนหนึ่งตัวนั้นจะจับคู่กับ 1 อะตอม และอีกตัวหนึ่ง จะกับคู่กับอะตอมอื่นๆอีกตัวหนึ่ง

พันธะโควาเลน ถูกเขียนขึ้นในลักษณะนี้เพื่อแสดงให้เห็นวงนอก ของระดับพลังงาน

จุดและกากบาทจะเป็นตัวแทนของระดับพลังงานวงนอกสุดในอะตอมที่ต่างกัน

ใน แผนภูมิโครงสร้าง eแต่ละเส้นจะเป็นตัวแทนของคู่อิเล็กตรอน ในหนึ่งพันธะโควาเลน เราสามารถพบพันธะโควาเลนได้

ในแอมโมเนีย ไฮโดรเจน ไฮโดรเจนคลอไร มีเทนและออกซิเจน

โครงสร้างโมเลกุลง่ายๆในลักษณะนี้ จะมีจุดหลอมเหลวและจุดเดือดต่ำ เนื่องจากแรงระหว่างโมเลกุลนั้น ไม่เข้มแข็งพอ แม้ว่าพันธะโควาเลนระหว่างโมเลกุลจะมีความเข้มแข็ง

แต่ก็จะไม่นำไฟฟ้า เนื่องจากโมเลกุลจะไม่มีประจุไฟฟ้า

เพชร, กราไฟต์ และ ซิลิกอนไดออกไซด์ จะมีโครงสร้างอะตอมแบบโควาเลนท์ขนาดใหญ่ จะมีจุดหลอมเหลวสูง เนื่องจากในโครงสร้างจะมีพันธะโควาเลนท์จำนวนมาก

เพชรและกราไฟต์เป็นรูปหนึ่งของคาร์บอน

สำหรับเพชร ในแต่อะตอมของคาร์บอนจะจับกันกับอะตอมอื่นๆ ของคาร์บอน ตัวด้วยพันธะโควาเลนท์ ผลที่ได้คือโครงสร้างที่แข็งแกร่งแบบ 3 มิติ ผลึกเพชรจะเป็นโมเลกุลขนาดใหญ่

ซิลิกอนไดออกไซด์ก็จะมีลักษณะแบบเดียวกัน

ในกราไฟต์ แต่ละอะตอมของคาร์บอนจะจับตัวกันกับอีก 3 อะตอมเกิดเป็นชั้นของโมเลกุลขนาดใหญ่

พันธะระหว่างชั้นจะไม่แข็งแรง ดังนั้นแต่ละชั้นจะแตกออกจากกันได้ง่าย

กราไฟต์จะมีอิเลกตรอนอิสระ จึงเป็นตัวนำไฟฟ้าได้

พันธะโลหะ

พันธะโลหะจะมีโครงสร้างขนาดใหญ่

อิเลกตรอนในวงนอกสุดของโลหะจะมีอิสระที่จะเคลื่อนที่ไปทั่วโครงสร้าง ในรูปแบบนี้จะสร้างชั้นที่จับตัวกันแน่นของอิออนโดยมี “ทะเล”อิเลกตรอนล้อมรอบ

ประจุอิออนและอิเลกตรอนจะยึดโครงสร้างไว้ด้วยกัน แต่จะยอมให้อิออนเคลื่อนตัวไปมาระหว่างกันได้ ดังนั้นโลหะจึงสามารถยืดและโค้งงอได้

อิเลกตรอนอิสระจะทำห้โลหะเป็นตัวนำไฟฟ้าและมีความร้อน