Hur fungerar en molekylbindning

Atomer som har knappt åtta elektroner i sitt yttersta skal vill att fler elektroner ska komma upp till åtta. Om det finns en annan atom som kan ge bort sina elektroner får vi en negativ och en positiv jon. Dessa joner lockas till varandra och bildar stora kristallstrukturer med miljarder joner. Men detta händer bara när en atom vill ha fler elektroner och en annan atom vill bli av med sina elektroner.

Vad händer om vi har två atomer som båda vill få fler elektroner, men ingen är redo att ge upp? Det finns en enkel lösning.

Vid molekylbindning delar atomen på en eller flera elektroner för att uppnå ädelgasstruktur.

De kan samarbeta. Båda dessa atomer vill få en extra elektron. Men ingen av dem vill ge bort dem. Vad de kan göra är att dela en elektron vardera. Vi räknar de yttersta elektronerna i varje atom: 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8. Denna atom har åtta elektroner i sitt yttre skal, precis som den ville. Och en annan: 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8.

Denna atom har också åtta yttre elektroner. Genom att dela en elektron vardera kan båda atomerna ta emot en elektron utan att ge bort någon.

Det som håller ihop en molekyl är en slags kemisk bindning som kallas för molekylbindning (ett annat namn är kovalent bindning).

Så länge atomerna stannar bredvid varandra kommer detta elektronpar att tillhöra båda atomerna. Elektronseparationsparet skapade en kemisk bindning mellan atomerna. Vi visar bindningen som en linje mellan dem. Atomer har bildats-en molekyl. Bindningar mellan atomer i en molekyl kallas kovalenta bindningar. Eftersom dessa atomer bara behövde elektroner kan de bara bilda en kovalent bindning.

Här är en atom med sex elektroner i det yttre skalet. För att nå åtta behöver han ytterligare två elektroner. Ett exempel är DNA-molekylerna som finns i våra celler och bär vårt arv. De innehåller flera miljarder atomer av atomkol, syre, väte, kväve och fosfor, det exakta antalet kan variera från molekyl till molekyl. Figuren ovan visar modeller av molekylerna i dessa fyra ämnen.

Lite om den molekylära bindningen av det för tidiga, som håller ihop, är en molekyl en slags kemisk bindning, kallad molekylbindning med ett annat namn - kovalent bindning. Det fungerar genom att dela atomer som ingår i en molekyl i ett eller flera elektronpar, elektronpar är desamma som två elektroner. Ett sådant gemensamt elektronpar kallas bindning och visas av linjen mellan atomer i strukturformeln.

Anledningen till att molekylär bindning uppstår är att naturen tenderar att ge ädelgasatomer och upprepar detta i artikeln om elektroner. Om vi till exempel tittar på väteatomer införlivade i väte, vill de att två elektroner i deras K-skal ska likna helium ädelgas. De lyckas närma sig detta tillstånd genom att tillåta sina gemensamma två elektroner runt kärnan i båda atomerna.

Då kan du se detta, eftersom båda väteatomerna tror att de har två elektroner i sitt skal. Detta illustreras i bilden nedan. I det här klippet på YouTube, mer verklighetsbaserat, vad händer med två elektroner när två väteatomer bildar en vätgasmolekyl. I slutet av filmen visar den hur syreatomer och kväveatomer också kan kombineras. Detta görs genom att separera två respektive tre elektroner.

Då kallas bindningarna dubbla och trippelbindningar. Oftast är dessa något starkare än de vanliga enskilda bindningarna, där atomer endast separeras av ett elektronpar.