În univers sunt mai puțin de 100 de tipuri de atomi (în tabelul periodic al elementelor sunt 118, dar mai mult de 20 sunt obținuți doar în condiții de laborator). Cu acest număr restrâns de particule se poate crea diversitatea lumii în care trăim, cu un număr de substanțe chimice ce practic nu poate fi inventariat. Primul lucru interesant este că atomii se combină pentru a forma aceste substanțe chimice. Dacă nu s-ar fi combinat, atunci am fi avut un univers plin de atomi „năuci”, călătorind solitar prin univers. Dar de ce se  combină atomii? Ce-i face „dornici” să intre în combinații cu alți atomi?


Nu o să reluăm informații pe care le-am introdus în articole recente. Pentru o mai bună înțelegere a articolului de față, vă invităm să citiți și:
Cum funcționează legăturile chimice
Originea elementelor din tabelul periodic
Care este diferența dintre o moleculă și un compus chimic?


Multe substanțe chimice, precum aerul pe care-l respirăm, nu sunt compuse din atomi individuali, ci din molecule. Oxigenul se găsește în atmosferă sub forma de oxigen molecular, O2, iar azotul, de asemenea, ca N2. Apa, așa cum știți, este formată din doi atomi de hidrogen și un atom de oxigen.

Cheia înțelegerii motivului pentru care atomii formează legături chimice, căci despre asta vorbim, este energia. Toate sistemele naturale tind către o stare definită de cea mai mică energie.

Să luăm ca exemplu hidrogenul sub formă de gaz, H2. Un atom de hidrogen, care este și cel mai simplu atom, este format dintr-un proton (care formează nucleul atomului) și un electron. Atomul de hidrogen, izolat, se află în starea fundamentală (cea mai mică energie posibilă). Dar atunci când în proximitatea acestuia apare un al doilea atom de hidrogen, și el aflat în starea  fundamentală, lucrurile se schimbă.

 


Atomul de hidrogen, format dintr-un proton şi un electron (reprezentare grafică)



Între cei doi atomi au loc o serie complexă de interacțiuni: electronii se resping, există o atracție între electronul unui atom și nucleul (protonul) celuilalt atom, există o respingere între protonii celor doi atomi.

Pentru a calcula cea mai mică energie a întregului sistem, trebuie să luăm în calcul:
energia cinetică a fiecărui atom;
energia potențială dintre protoni;
energia potențială dintre electroni;
energia potențială dintre fiecare electron și proton.
Suma tuturor posibilelor rezultate pentru energiile potențială și cinetică ale sistemului este denumită în mecanica cuantică Hamiltonian (H).

Una peste alta, starea de energie minimă a sistemului de doi atomi de hidrogen corespunde unei anumite distanțe dintre cei doi. Partea interesantă este că energia sistemului este mai mică decât suma energiilor celor doi atomi. Acesta este motivul, așadar, pentru care doi atomi de hidrogen, dacă se află în proximitate, vor prefera să stabilească o legătură chimică, să formeze o moleculă de hidrogen, decât să rămână izolați. Cei doi atomi vor folosi în comun electronii - formând ceea ce se numește o legătură covalentă.

Dar sunt și elemente chimice care, în condiții normale, nu formează legături chimice. Sunt gazele nobile. Aceste elemente au stratul de valență (ultimul strat de electroni al atomului) complet, deci nu „vor” nici să cedeze, nici să obțină electroni către/de la alți atomi. Un atom cu ultimul strat electronic incomplet are o energie chimică potențială mai mare, tendința fiind, cum am spus, de a ajunge la energia minimă (prin cedare / obținere de electroni).

 

În videoclipul de mai jos puteți urmări o explicație mai detaliată:

 

De ce formează atomii molecule?

 

Puteți comenta folosind contul de pe site, de FB, Twitter sau Google ori ca vizitator (fără înregistrare). Pt vizitatori comentariile sunt moderate (aprobate de admin).

Loading comment... The comment will be refreshed after 00:00.

Fii primul care comentează.

Spune-ne care-i părerea ta...
caractere rămase.
Loghează-te ( Fă-ți un cont! )
ori scrie un comentariu ca „vizitator”

 



Donează prin PayPal ()


Contact
| T&C | © 2020 Scientia.ro