Nuestro cuerpo y las miles de sustancias que lo rodean están compuestos principalmente de moléculas, que a su vez están compuestas de átomos de cientos de elementos. Pero, ¿cómo surgen los átomos?¿Cómo se forman las moléculas?
Hace aproximadamente 13.800 millones de años, un Big Bang dio lugar al universo actual. Los elementos que se formaron inicialmente después del Big Bang fueron principalmente hidrógeno y helio (aproximadamente 3: 1). Después de unos 300 millones de años, el material se condensó y comenzó a formar estrellas. Las altas temperaturas y presiones en el interior de la estrella desencadenan reacciones termonucleares que sintetizan elementos más pesados como carbono, oxígeno, magnesio, silicio y hierro. Los elementos más pesados que el hierro se producen bajo las condiciones violentas de la explosión de una supernova.
De esta manera, después de cientos de millones a miles de millones de años de evolución, se formaron 94 elementos en el universo, desde el hidrógeno hasta el hidrógeno. Si la historia se detuvo aquí, los electrones dentro de cada átomo girarían solo alrededor de su propio núcleo, los átomos no se relacionaran entre sí, sería "una lástima". Porque de esta manera, en este mundo solo habrá átomos y no moléculas, y mucho menos habrá todas las cosas y la vida.¡Qué monótono y aburrido sería ese mundo! Afortunadamente, la transferencia y el intercambio de electrones entre los átomos, que hacen posible la formación de moléculas, hacen que el mundo de colores sea una realidad.
Para entender por qué se transfieren y comparten electrones entre los átomos, comience con el movimiento de los electrones en los átomos. En un átomo, los electrones giran alrededor de un núcleo cargado positivamente. Esto es similar a la situación en la que un satélite gira alrededor de la Tierra debido a la gravedad. Sin embargo, la altura de la órbita de los satélites es continuamente variable, y los satélites tienen poca interacción entre sí, cada uno operando de forma independiente. Y en los átomos, muchos electrones están apretados en un espacio tan pequeño que los electrones están cargados negativamente y deben interactuar entre sí. Para mantener el "orden" dentro de los átomos, el movimiento de los electrones debe obedecer reglas estrictas. Es decir, los electrones deben viajar a lo largo de ciertas órbitas, y cada órbita puede contener solo 2 electrones. Y estos orbitales están dispuestos en capas, y los electrones siempre se alinean desde el orbital de la capa interna con la energía más baja. La consecuencia de esta disposición es que la capa más externa puede tener un máximo de cuatro orbitales, es decir, un máximo de ocho electrones.
Si todos los órbitas de la capa más externa están llenos de electrones, los átomos son como una colcha completa cubierta, más "cómodos". Ellos "desprecian" a otros átomos y sólo existen de manera estable en un estado monoatómico. Si los átomos fueran así, no habría moléculas, ni tú y yo. Afortunadamente, estos elementos no son muchos, solo hay seis tipos, es decir, helio, neón, argón, criptón, xenón, radón, los llamamos elementos inertes.
En la mayoría de los átomos de los elementos, ninguno de los orbitales más exteriores está lleno. Es como si el átomo cubría una colcha desgarrada, se sintiera "incómodo" y tratara de tener una colcha completa también.
Una solución es la transferencia electrónica. Cuando el número de electrones más externos es de uno o dos a ocho (por ejemplo, el átomo de cloro tiene siete electrones en la capa más externa), la forma más fácil de hacer esto es "atrapar" electrones de otros átomos. Esto equivale a llenar los agujeros en la propia colcha con material de la colcha de "alguna otra persona". Y cuando el número de electrones más externos es pequeño (por ejemplo, solo uno de sodio), eso equivale a que solo hay algunos bloques de tela, no edredones en absoluto. Es mejor simplemente "tirar" esos pocos electrones, ya que todavía hay ropa completa (electrones internos) dentro de ellos. Tal "quiere ", un" dispuesto a dar ", el electrón se transfiere de un átomo a otro. Los átomos que dan electrones son cargados positivamente y los átomos que obtienen electrones son cargados negativamente y están "atados" entre sí por la atracción de la carga eléctrica. Así es como se forma el cloruro de sodio (sal de mesa).
Los electrones más externos tienen que reunir ocho. Hay una manera de hacerlo, es decir, compartir electrones. Usted emite un electrón, yo emito un electrón, que compartimos, lo que equivale a dos átomos añadiendo un electrón cada uno. Estos dos electrones giran alrededor de los dos núcleos al mismo tiempo, "atando" a los dos átomos juntos. Es como si dos átomos juntaran sus edredones incompletos en un edredón completo para usarlo juntos. Este intercambio puede ocurrir entre átomos del mismo tipo, por ejemplo, dos átomos de oxígeno que comparten dos pares de electrones para formar una molécula de oxígeno (O2); o puede ocurrir entre átomos diferentes, por ejemplo, un átomo de oxígeno y dos átomos de hidrógeno que comparten electrones para formar una molécula de agua (H2O). Muchas moléculas, incluidas las macromoléculas biológicas en nuestro cuerpo, como las proteínas y los ácidos nucleicos, se forman por el intercambio de electrones.
Por lo tanto, la formación de moléculas es el resultado de la transferencia y el intercambio de electrones de la capa externa entre átomos. Aunque esto solo movió la "película" de los átomos, es la base para la formación de todo tipo de materia en el mundo, y también hace posible la aparición de la vida.