Как соединены атомы?
Если понимать, что мы, и всё, что нас окружает состоит из того, что наука называет атомами, то возникает закономерный вопрос, как они соединяются и удерживаются вместе образуя более сложные соединения (молекулы)? Какими такими присосками или нитками они примыкают друг к другу? Для начала нужно понять, что такое атом, и из чего он состоит. Далее нужно понять, что разные атомы устроены по разному. К примеру атом водорода и атом гелия:
Как видно, у водорода ядро состоит только из протона, и мотается вокруг ядра только 1 электрон, а у гелия ядро состоит из двух протонов и двух нейтронов и мотается вокруг ядра 2 электрона. Другие атомы имеют ещё больше протонов, нейтронов и электронов. Например атом золота имеет 79 протонов, 118 нейтронов и 79 электронов. Важно понимать, что в природе нет слов атом, водород, гелий и пр. Есть определённые конструкции микроэлементов. И когда человек открыл (нашёл, смог увидеть) эти микроэлементы, он дал им имена - атом, водород, гелий и т.д. Итак, например два атома водорода хотят соединиться, как это будет выглядеть?
Видно, что орбиты водородов соприкоснулись, и образовали новый маршрут для движения электронов. Теперь каждый электрон будет бегать по 8-ми образному маршруту огибая два ядра водорода по очереди. Получается “общая” электронная орбита (поле) для двух ядер водорода. Письменно обозначается Н2. И если один атом водорода образовал общую орбиту (поле) с таким же атомом (водородом), то такая связь атомов называется ковалентной неполярной. Но если наш водород захочет образовать общую электронную орбиту с другим атомом (не водородом), то такая связь будет называться ковалентной полярной, и будет это выглядеть примерно так:
Здесь атом водорода образовал общую орбиту с внешним электронным облаком атома кислорода. Небольшое пояснение насчёт электронного облака: когда говорят/пишут “орбита электрона” подразумевается электронное облако и наоборот. Дело в том, что когда электрон наматывает круги (свой постоянный маршрут), он это делает с очень большой скоростью. Предполагают, что он это делает со скоростью света (~300 000 км/c). А так как человек запретил (ввёл аксиому) всему и вся в природе двигаться быстрее чем скорость света, то определили скорость движения электрона ~ 300 000 км/сек.
Согласна ли с этим природа, большой вопрос. Ну да ладно. Итак, наш электрон очень быстр и неуловимо наматывает круги по своему маршруту. И очень трудно тыкнуть пальцем, и сказать, что он в данный момент находится в такой-то точке своего маршрута. Поэтому, чтоб вот так вот пальцем не тыкать, говорят, что вот его маршрут (облако) и он где-то там носится. Ещё выделяют ионную связь. Тут можно почитать, что такое ион. По сути это та же ковалентная неполярная связь, только в частном случае. Представьте, что в какой-то момент пара общих электронов находится на территории орбиты одного атома, а значит в этот момент один атом стал положительно заряженным ионом, а второй отрицательно заряженным ионом. А значит, (как наказали им Кулоновские силы) эти атомы должны притягиваться.
И в завершении рассмотрим металлическую связь. Суть её в том, что электроны у атомов металла по определённым причинам начинают выпрыгивать за пределы своего электронного облака и впрыгивать к другим атомам, а потом опять выпрыгивают, летают где-то, и впрыгивают и т.д.
Металл имеет жёсткую кристаллическую структуру, где атомы жёстко и упорядоченно "сцеплены", но электроны на внешних орбитах каждого металлического атома по определённым причинам чувствуют себя свободно и оттого "гуляют" между атомами.
Сложно с первого раза понять и осознать, какие такие невидимые силы определяют поведение атомов и электронов, но для первоначального ознакомления данная информация вполне сгодится.