Các nguyên tử liên kết với nhau như thế nào để tạo thành hợp chất?

Các nguyên tử của các nguyên tố có thể tồn tại một mình, nhưng chúng cũng thường xuyên liên kết với các nguyên tử của nguyên tố khác để tạo thành hợp chất, thành phần nhỏ nhất của các hợp chất là các phân tử. Các phân tử được tạo thành từ liên kết ion, liên kết cộng hóa trị, liên kết kim loại và liên kết hydro

Liên kết ion

Liên kết ion xảy ra khi lớp vỏ nguyên tử mất hoặc nhận một hoặc nhiều electron, từ đó sinh ra lực hút tĩnh điện chiều âm hay dương. Ví dụ nguyên tố như Na có gần trống electron lớp ngoài cùng sẽ tương tác với Clo, nguyên tố có gần đủ electron lớp ngoài cùng. Khi Na mất một electron, điện tích của nó thành +1, khi Clo nhận một electron, điện tích của nó thành -1. Lực liên kết ion sẽ liên kết hai nguyên tố để tạo thành một phân tử, phân tử này ổn định hơn do có điện tích 0.

Liên kết ion NaCl

Liên kết cộng hóa trị

Thay vì mất đi hay nhận thêm electron, một số nguyên tử dùng hình thức dùng chung electron khi chúng hình thành phân tử. Nguyên tử liên kết với hình thức này gọi là liên kết cộng hóa trị, thường xảy ra đối với phi kim. Bằng cách chia sẻ chung electron, phân tử trở nên ổn định hơn bởi nguyên tử đã nhận được số electron cần thiết cho lớp ngoài. Các electron này bị thu hút với hạt nhân của mỗi nguyên tử, nguyên tử của cùng nguyên tố có thể hình thành một, hai hay ba liên kết cộng hóa trị, tùy thuộc vào số hóa trị của nguyên tố.

Liên kết cộng hóa trị Cl2

Liên kết kim loại

Liên kết kim loại, như tên gọi, chúng xảy ra ở các kim loại. Ở liên kết kim loại, nhiều nguyên tử chia sẻ chung electron hóa trị, hiện tượng này xảy ra bởi các nguyên tử chỉ liên kết lỏng lẻo với electron hóa trị, tạo điều kiện cho các electron này có thể di chuyển khá tự do, tạo cho kim loại có đặc tính dẻo và tính dẫn điện. Khả năng có thể bẻ cong hay tạo hình mà không bị vỡ, bể là do các electron chỉ trượt đi chứ không bị tách rời. Khả năng dẫn điện của kim loại cũng hình thành với các electron chia sẻ chung này di chuyển giữa các nguyên tử.

Liên kết kim loại

Liên kết hydro

Liên kết ion, liên kết cộng hóa trị và liên kết kim loại là ba loại liên kết chính tạo thành các hợp chất và tạo nên các đặc tính riêng của nguyên tố, liên kết hydro là liên kết đặc biệt chỉ xảy ra giữa hydro và các nguyên tố có độ âm điện rất cao là oxy, ni tơ, flo. Các nguyên tử này lớn hơn rất nhiều so với nguyên tử hydro nên các electron có xu hướng lệch về nguyên tử lớn hơn, tạo nên điện tích âm nhẹ cho nguyên tử này và điện tích dương nhẹ cho nguyên tử hydro. Sự phân cực này làm các phân tử nước liên kết với nhau và làm cho nước có thể hòa tan nhiều các hợp chất khác.

Liên kết hydro của phân tử nước

Hệ quả của liên kết

Một số nguyên tử có thể hình thành nhiều loại liên kết, ví dụ, kim loại như Ma giê có thể hình thành liên kết ion hay liên kết kim loại, tùy thuộc các nguyên tử khác là kim loại hay phi kim. Với mỗi loại liên kết sẽ tạo thành hợp chất ổn định hơn và có các đặc tính riêng biệt.