Hầu hết những nguyên tử không đi một mình,
chúng liên kết với những nguyên tử khác.
Và mối liên kết được hình thành
giữa những nguyên tử cùng loại
hoặc khác loại,
Bạn có thể tưởng tượng rằng nó giống như trò kéo co.
Nếu nguyên tử này rất mạnh,
nó có thể kéo nhiều electron ra
khỏi các nguyên tử khác.
Và rồi kết thúc với một nguyên tử có điện tích âm
và một nguyên tử có điện tích dương.
Và mối liên kết giữa 2 điện tích trái dấu
được gọi là liên kết ion.
Đây là kiểu chia sẻ giống như
bạn đưa đồ chơi của mình cho người khác
và không bao giờ lấy lại được.
Muối ăn, natri clorua (NaCl),
được cấu tạo từ liên kết ion.
Mỗi nguyên tử Natri (Na) cho
mỗi nguyên tử Clo (Cl) 1 electron,
ion được hình thành,
và những ion này tự sắp xếp
theo một mạng lưới 3D gọi là mạng tinh thể,
với mỗi ion Na
được liên kết với 6 ion Cl,
và mỗi ion Cl lại được liên kết
với 6 ion Na.
Những nguyên tử Cl không bao giờ
trả lại electron cho những nguyên tử Na.
Tuy nhiên, các liên kết này không phải là tất cả.
Nếu một nguyên tử không hoàn toàn áp đảo nguyển tử khác,
chúng thực ra có thể chia sẻ electron với nhau.
Nó giống như chia sẻ bữa ăn vậy
khi mà, bạn và bạn của bạn,
mỗi người mang một món và ăn chung.
Mỗi nguyên tử được liên kêt để chia sẻ electron
giữa chúng,
và đó là liên kết công hoá trị.
Protein và ADN trong cơ thể chúng ta,
chẳng hạn,
được liên kết rộng rãi với nhau bời liên kết cộng hoá trị.
Một số nguyên tử có liên kết cộng hoá trị chỉ với
1 nguyên tử khác, số khác,
số khác, có thể liên kết với nhiều nguyên tử.
Số lượng nguyên tử khác
mà 1 nguyên tử có thể liên kết
phụ thuộc vào cách sắp xếp electron.
Vậy, electron được sắp xếp như thể nào?
Mỗi nguyên tử chưa liên kết của 1 chất
thì trung hoà về điện
vì nó chứa cùng số
proton trong hạt nhân
và số electron xung quanh hạt nhân.
Và không phái tất cả những electron này đểu liên kết được.
Chỉ các electron ngoài cùng,
các electron ở quỹ đạo xa nhất tính từ hạt nhân,
những electron có nhiều năng lượng nhất,
mới có thể tham gia liên kết.
Điều này cũng đúng với liên kết ion.
Nhớ NaCl chứ?
Những electron mà nguyên tử Na mất
là những electron xa hạt nhân của nó nhất,
và quỹ đạo electron chiếm
khi nó bị chuyển sang nguyên tử Cl
cũng là quỹ đạo xa nhất từ hạt nhân Cl.
Nhưng trở lại với liên kết cộng hoá trị đã,
Cacbon có 4 electron
sẵn sàng để liên kết,
Nitơ có 3,
Ôxy có 2.
Nên Cacbon sẽ tạo 4 liên kết,
Nitơ tạo 3,
và Ôxy tạo 2.
Hidro chỉ có 1 electron,
nên nó chỉ tạo được 1 liên kết.
Trong một số trường hợp đặc biệt,
nguyên tử có thể tạo liên kết
nhiều hơn bạn tưởng,
nhưng chúng có những lí do rất chính đáng để làm vậy,
nếu không mọi thứ sẽ tách rời nhau ra.
Nhóm các nguyên tử
chia sẻ electron cộng hoá trị với nhau
được gọi là phân tử.
Chúng có thể nhỏ.
Ví dụ, mỗi phân tử khí Oxy
được cấu tạo từ 2 nguyên tử Oxy
đã liên kết với nhau.
Hoặc chúng có thể rất rất lớn.
Nhiễm sắc thể số 13 của người chỉ là 2 phân tử,
nhưng mỗi phân tử chứa đến hơn 37 tỉ nguyên tử.
Và khu phố này,
thành phố nguyên tử,
được liên kết với nhau bằng liên kết hoá học bình thường.