Moleküle und Verbindungen

In der Natur besteht jede Materie aus chemischen Grundeinheiten, die als Elemente mit spezifischen physikalischen und chemischen Eigenschaften bezeichnet werden. Das Periodensystem listet insgesamt 118 bisher identifizierte Elemente auf. Die gemeinsame Einheit jedes Elements ist das Atom.

Einige Elemente wie Helium, Neon, Silber oder Platin existieren als Einheiten von unabhängigen einzelnen Atomen. Andere Elemente wie Wasserstoff, Sauerstoff oder Schwefel existieren als Einheiten von zwei oder mehr identischen Atomen. Diese Mehrfach-Atome werden durch starke elektrostatische Kräfte, die als chemische Bindungen bezeichnet werden, zusammengehalten und bilden stabile Einheiten, die Moleküle genannt werden.

Zusätzlich können sich auch zwei oder mehr verschiedene Elemente zu Molekülen verbinden, wie z. B.Wasser oder Fruktose. Solche Moleküle, die durch die Kombination von Atomen von zwei oder mehr Elementen gebildet werden, die chemisch in einem festen Verhältnis miteinander verbunden sind, werden auch als Verbindungen bezeichnet.

Daher sind auch Wasser-und Fruktosemoleküle Verbindungen. Wasser ist ein Molekül, das aus zwei Atomen Wasserstoff und einem Atom Sauerstoff besteht. Im Gegensatz dazu ist Fruktose ein Molekül, das sechs Kohlenstoffatome, zwölf Wasserstoffatome und sechs Sauerstoffatome enthält.

Die einzelnen Atome innerhalb einer Verbindung werden durch chemische Bindungen zusammengehalten, was die Art der gebildeten Verbindung bestimmt, z. B.eine molekulare oder ionische Verbindung. Kovalente Molekülverbindungen bilden sich wie Wasser, wenn Nichtmetallatome zusammenkommen und ihre Valenzelektronen über eine kovalente Bindung teilen.

Die gemeinsamen Elektronen zwischen zwei Atomen senken die potentielle Energie und erzeugen stabilere Moleküle im Vergleich zu den einzelnen Atomen. Ionische Verbindungen, wie Natriumchlorid, entstehen, wenn Metall-und Nichtmetallatome zusammenkommen. Metalle verlieren leicht Elektronen, und werden dabei zu Kationen, während Nichtmetalle leicht Elektronen gewinnen, und dabei Anionen werden.

So übertragen Metallatome Elektronen auf Nichtmetallatome und die elektrostatischen Wechselwirkungen zwischen den entgegengesetzt geladenen Ionen bilden ionische Bindungen. Die Fähigkeit der Elemente, Verbindungen zu bilden, trägt zur großen Vielfalt der Materie bei, die in der Natur existiert.