Classificazione degli elementi e dei composti

In natura, le sostanze pure esistono sia come elementi che come composti. A seconda dell'unità di base, gli elementi esistono in forma atomica o molecolare, mentre i composti possono essere sottoclassificati come molecolari o ionici. Gli elementi atomici hanno singoli atomi come unità di base.

Elio, oro e ferro sono esempi di elementi monoatomici che possono esistere come singoli atomi stabili. Gli elementi molecolari, d'altra parte, contengono due o più atomi legati insieme, formando una molecola come unità di base. L'idrogeno biatomico con due atomi di idrogeno e lo zolfo poliatomico con otto atomi di zolfo sono esempi di elementi molecolari.

Rispetto agli elementi molecolari, i composti molecolari si formano quando gli atomi di due o più elementi non metallici si combinano, condividendo elettroni di valenza attraverso legami covalenti. La combinazione abbassa l'energia potenziale complessiva del sistema, guidando così la formazione di una molecola stabile. Pertanto, le unità di base di un composto molecolare sono molecole discrete composte da atomi costituenti.

L'etanolo è un composto molecolare, che contiene unità di base di molecole di etanolo distinte, comprendenti due atomi di carbonio, sei di idrogeno e uno di ossigeno. I composti ionici si formano quando atomi di elementi metallici si combinano con atomi di uno o più elementi non metallici. Gli atomi di metallo perdono prontamente i loro elettroni di valenza per formare cationi carichi positivamente, mentre gli atomi non metallici guadagnano elettroni formando anioni carichi negativamente.

Forti attrazioni elettrostatiche o legami ionici si formano tra ioni carichi in modo opposto, abbassando così l'energia totale del sistema e guidando l'assemblaggio di strutture reticolari ioniche tridimensionali stabili e ordinate. La più piccola matrice di ioni, i quali formano unità di base elettricamente neutre di un composto ionico, è chiamata unità di formula. Il sale da cucina è un composto ionico con un'unità di formula, NaCl, contenente una matrice tridimensionale alternata di ioni sodio e ioni cloruro.

Tuttavia, molti composti ionici sono composti da ioni che non sono singoli, come sodio o cloruro, ma formati da più atomi legati in modo covalente, con una carica netta negativa o positiva, e sono chiamati ioni poliatomici. Per esempio, l'acetato di sodio è composto da ioni sodio caricati positivamente e ioni di acetato poliatomico che trasportano una carica netta negativa.