Classificatie van elementen en indingen

In de natuur bestaan zuivere stoffen als elementen of verbindingen. Afhankelijk van de basiseenheid bestaan elementen in atomaire of moleculaire vorm, terwijl verbindingen kunnen worden onderverdeeld als moleculair of ionisch. Atoomelementen hebben enkele atomen als hun basiseenheden.

Helium, goud en ijzer zijn voorbeelden van enkelvoudige atomaire elementen die als stabiele individuele atomen kunnen bestaan. Moleculaire elementen bevatten daarentegen twee of meer atomen die aan elkaar zijn gebonden en een molecuul vormen als de basiseenheid. Diatomische waterstof met twee waterstofatomen en polyatomische zwavel met acht zwavelatomen zijn voorbeelden van moleculaire elementen.

In vergelijking met moleculaire elementen worden moleculaire verbindingen gevormd wanneer atomen van twee of meer niet-metalen elementen worden gecombineerd door valentie-elektronen te delen via covalente bindingen. De combinatie verlaagt de totale potentiële energie van het systeem, waardoor de vorming van een stabiel molecuul wordt gestimuleerd. Daarom zijn de basiseenheden van een moleculaire verbinding afzonderlijke moleculen die zijn samengesteld uit samenstellende atomen.

Ethanol is een moleculaire verbinding die basiseenheden van verschillende ethanolmoleculen bevat die twee koolstofatomen, zes waterstofatomen en één zuurstofatoom bevatten. Ionische verbindingen worden gevormd wanneer atomen van metalen elementen worden gecombineerd met atomen van een of meer niet-metalen elementen. De metaalatomen verliezen gemakkelijk hun valentie-elektronen om positief geladen kationen te vormen, terwijl de niet-metalen atomen elektronen krijgen en negatief geladen anionen vormen.

Sterke elektrostatische aantrekkingskracht of ionische bindingen worden gevormd tussen de tegengesteld geladen ionen, waardoor de totale energie van het systeem wordt verlaagd en de assemblage van stabiele, geordende, driedimensionale ionische roosterstructuren wordt aangedreven. De kleinste reeks ionen die elektrisch neutrale basiseenheden van een ionische verbinding vormen, wordt de formule-eenheid genoemd. Tafelzout is een ionische verbinding met een formule-eenheid NaCl die een afwisselende driedimensionale reeks natriumionen en chloride-ionen bevat.

Veel ionische verbindingen zijn echter samengesteld uit ionen die niet enkelvoudig zijn, zoals natrium of chloride, maar gemaakt zijn van meerdere covalent gebonden atomen met een netto negatieve of positieve lading de zogenaamde polyatomische ionen. Natriumacetaat is bijvoorbeeld samengesteld uit positief geladen natriumionen en polyatomische acetaationen met een netto negatieve lading.