Tous les atomes sont constitués d'un noyau chargé positivement entouré d'électrons chargés négativement. Les électrons de valence - les électrons de valence - sont capables d'interagir avec d'autres atomes et, selon la façon dont ces électrons interagissent avec les autres atomes, une liaison ionique ou covalente se forme et les atomes fusionnent pour former une molécule.

Coquilles d'électrons

Chaque élément est entouré d'un certain nombre d'électrons qui peuplent les orbitales électroniques. Chaque orbitale nécessite deux électrons pour être stables, et les orbitales sont organisées en coques, chaque coque successive ayant un niveau d'énergie supérieur à celui de la précédente. La couche la plus basse ne contient qu'une seule orbitale, 1S, et ne nécessite donc que deux électrons pour être stable. Le second shell (et tous ceux qui le suivent) contient quatre orbitales - 2S, 2Px, 2Py et 2Pz (un P pour chaque axe: x, y, z) - et nécessite huit électrons pour être stable.

En descendant les rangées du tableau périodique des éléments, une nouvelle coquille de 4 orbitales d'électrons, avec la même configuration que la deuxième coquille, existe autour de chaque élément. Par exemple, l'hydrogène dans la première rangée a seulement la première coquille avec une orbitale (1S) alors que le chlore dans la troisième rangée a la première coquille (orbitale 1S), la deuxième coquille (2S, 2Px, 2Py, orbitales 2Pz) et un troisième coquille (orbitales 3S, 3Px, 3Py, 3Px).

Note: Le nombre en face de chaque orbitale S et P est une indication de la coquille dans laquelle cette orbitale réside, et non de la quantité.

Électrons de Valence

Les électrons dans l'enveloppe extérieure d'un élément donné sont ses électrons de valence. Puisque tous les éléments veulent avoir une coquille externe complète (huit électrons), ce sont les électrons qu'il est prêt à partager avec d'autres éléments pour former des molécules ou abandonner complètement pour devenir un ion. Lorsque des éléments partagent des électrons, une forte liaison covalente est formée. Quand un élément donne un électron externe, il en résulte des ions chargés de manière opposée qui sont maintenus ensemble par une liaison ionique plus faible.

Liens ioniques

Tous les éléments commencent par une charge équilibrée. C'est-à-dire que le nombre de protons chargés positivement est égal au nombre d'électrons chargés négativement, ce qui donne une charge neutre globale. Cependant, parfois un élément avec un seul électron dans une coquille d'électron abandonnera cet électron à un autre élément qui n'a besoin que d'un électron pour compléter un obus.

Quand cela arrive, l'élément d'origine tombe en une coquille complète et le second électron complète sa coquille supérieure; les deux éléments sont maintenant stables. Cependant, parce que le nombre d'électrons et de protons dans chaque élément n'est plus égal, l'élément qui a reçu l'électron a maintenant une charge négative nette et l'élément qui a abandonné l'électron a une charge positive nette. Les charges opposées provoquent une attraction électrostatique qui attire les ions ensemble dans une formation de cristaux. C'est ce qu'on appelle un lien ionique. Un exemple de ceci est quand un atome de sodium abandonne son seul électron 3S pour remplir la dernière coquille d'un atome de chlore, qui n'a besoin que d'un électron de plus pour devenir stable. Cela crée les ions Na et Cl +, qui se lient ensemble pour former NaCl, ou sel de table commun.

Covalent Bonds

Au lieu de donner ou de recevoir des électrons, deux (ou plus) atomes peuvent ils partagent également des paires d'électrons pour remplir leurs coquilles extérieures. Cela forme une liaison covalente, et les atomes sont fusionnés ensemble en une molécule. Un exemple de ceci est quand deux atomes d'oxygène (six électrons de valence) rencontrent le carbone (quatre électrons de valence). Parce que chaque atome veut avoir huit électrons dans sa coquille externe, l'atome de carbone partage deux de ses électrons de valence avec chaque atome d'oxygène, complétant leurs coquilles, tandis que chaque atome d'oxygène partage deux électrons avec l'atome de carbone pour compléter sa coquille. La molécule résultante est le dioxyde de carbone ou CO2.