Foreløpig har vi bare sett på atomer, men nå skal vi se nærmere på hvordan atomene kan slå seg sammen for å danne molekyler.

Et molekyl består av minst to atomer, som holdes sammen ved en kjemisk binding.

Det er mange måter en slik kjemisk binding kan inntreffe på. En mulighet er at ett eller flere elektroner i det ytterste elektronskallet trekkes ut i området mellom to atomer, slik at elektronene på en måte «deles» mellom de to atomene. Dette kalles for en kovalent binding.

Atomer kan også holdes sammen på andre måter, for eksempel gjennom ionebindinger eller metallbindinger. Vi skal se nærmere på alle disse tre bindingstypene.

Kovalente bindinger

Gassen metan består av grunnstoffene hydrogen (H) og karbon (C). Vi vet at hydrogen har ett elektron, og fra periodesystemet kan vi se at karbon har fire elektroner i det ytterste elektronskallet (tilhører gruppe 14).

Hydrogen vil alltid forsøke å skaffe seg ett ekstra elektron, slik at det får to elektroner i sitt elektronskall. Da er dette skallet fullt. Alle andre atomer vil forsøke å oppnå åtte elektroner i sitt ytterste skall. Siden karbon har fire elektroner fra før, vil det gjerne ha fire ekstra.

Dersom fire hydrogenatomer deler sine elektroner med ett karbonatom, vil hele regnestykket gå opp! Hver av hydrogenatomene får to elektroner, og karbonatomet får åtte elektroner i sitt ytterste skall.

Atomer vil forsøke å skaffe seg åtte elektroner i ytterste skall, ved å danne bindinger med andre atomer. Dette kalles åtteregelen.

Denne regelen er veldig viktig, og vil hjelpe deg å forstå hvordan grunnstoffer kan danne molekyler. I kjemien er det elektronene i det ytterste elektronskallet til et atom som er viktig. Kjernepartiklene (protoner og nøytroner), trenger vi ikke å bry oss om.

Elektronene i det ytterste skallet til et atom, kaller vi valenselektroner. Disse elektronene har stor betydning for hvilke kjemiske forbindelser atomet kan inngå i.

La oss se nærmere på hvordan dette foregår i vann. Oksygen har seks valenselektroner, og mangler altså to elektroner for å oppfylle åtteregelen. Det kan den oppnå ved å dele elektroner med to hydrogenatomer.

Bindingen mellom hydrogen og vann er litt spesiell. Det er nemlig slik at elektronene som deles, havner litt nærmere oksygenatomet enn hydrogenatomet. Siden elektroner har negativ ladning, vil vannmolekylet bli litt negativt ladd ved oksygenatomet. Ved hydrogenatomene vil det være svakt positivt ladd. Slike bindinger sier vi at er polar kovalente.

I figuren over ser du at hydrogenatomene og oksygenatomet ikke står oppstilt langs en rett linje. De har havnet i en vinkel i forhold til hverandre. Det er den lille «skjevfordelingen» av elektroner som er årsaken til dette.

Ionebindinger

Noen grunnstoffer kan gi fra seg ett eller flere elektroner fullstendig. Da blir det færre elektroner enn protoner, og atomet blir positivt ladet. Andre grunnstoffer kan ta til seg ett eller flere elektroner, og får dermed flere elektroner enn de har protoner. De blir dermed negativt ladet.

Et ion er et ladd atom. Ladningen kommer av avgivelse eller opptak av elektroner.

Atomer med ulik elektrisk ladning (positiv og negativ), vil tiltrekkes av hverandre. På denne måten får vi det vi kaller for ionebindinger. Et eksempel på en ionebinding er natriumklorid (NaCl).

Forskjellen i ladning gjør at atomene trekker seg sammen og organiseres parvis i negativ og positiv rekkefølge i en kubestruktur. Vi kaller dette for et ionisk krystall.

Ionebindinger skjer vanligvis mellom et grunnstoff som er et metall, og et grunnstoff som ikke er et metall. I vårt eksempel er natrium et metall, og klor er ikke et metall. Det er alltid valenselektronene til metallet som avgis, og som blir tatt opp av ikke-metallet.

Metallbindinger

De aller fleste grunnstoffene er metaller. Når de er i ren form, holdes atomene sammen med det som kalles metallbinding. På samme måte som for ionebindinger, avgir atomene valenselektronene. Men siden metallet nå er i ren form, finnes det ikke noen andre atomer som kan ta opp disse elektronene. Dermed blir det liggende en «sky» av elektroner mellom metallatomene. Dette gjør at metaller er gode ledere av elektrisk strøm.

Valenselektronene til hvert enkelt atom, blir nå “felles” for alle de andre atomene i metallbindingen.

I metallbindinger er det «frie» elektroner som deles mellom flere metallatomer.
Metallbindinger er sterke, og det skal mye til for å bryte dem opp. Grunnstoffet Wolfram (W) har et kokepunkt på hele 5555°C!
Dele/Lagre