Il nostro corpo e le migliaia di sostanze che lo circondano sono composti per la maggior parte da molecole, che a loro volta sono composte da atomi di centinaia di elementi. Ma come è arrivato l'atomo? Ma come si fa a formare molecole?
Circa 13,8 miliardi di anni fa, un Big Bang ha creato l'universo odierno. Gli elementi originari formati dopo il Big Bang erano principalmente idrogeno e elio (circa 3: 1). Circa 300 milioni di anni dopo, la materia si condensò e cominciò a formare stelle. Le alte temperature e pressioni all ' interno della stella innescano reazioni termonucleari che sintetizzano elementi più pesanti come carbonio, ossigeno, magnesio, silicio e ferro. Gli elementi più pesanti del ferro sono stati creati in condizioni violente durante l'esplosione di una supernova.
Così, dopo centinaia di milioni di anni di evoluzione, l'universo ha formato 94 elementi, dall ' idrogeno all ' idrogeno. Sarebbe "peccato " che la storia si concludesse qui, con gli elettroni all ' interno di ogni atomo ruotando solo attorno al proprio nucleo, e gli atomi non fossero correlati tra loro. Perché in questo modo, in questo mondo ci sono solo atomi e non molecole, e non ci saranno più cose e vita. Quanto sarebbe noioso un mondo così! Fortunatamente, il trasferimento e la condivisione di elettroni tra gli atomi hanno reso possibile la formazione di molecole, rendendo il mondo colorato una realtà.
Per capire perché si verifica il trasferimento e la condivisione degli elettroni tra gli atomi, è necessario iniziare con il movimento degli elettroni all 'interno degli atomi. Nell 'atomo, gli elettroni ruotano attorno a un nucleo carico positivamente. Questo è simile al caso in cui un satellite ruota attorno alla Terra a causa della gravità. Ma l'altitudine delle orbite dei satelliti è variabile in modo continuo, e c'è poca interazione tra i satelliti, che operano in modo indipendente. E in un atomo, molti elettroni sono strampati in uno spazio così piccolo, gli elettroni sono caricati negativamente, e ci sono inevitabili interazioni tra loro. Per mantenere l'ordine all ' interno degli atomi, il movimento degli elettroni deve obbedire a regole rigorose. Questo significa che un elettrone deve viaggiare lungo una determinata orbita, ciascuna di cui può contenere solo due elettroni. Inoltre, queste orbitali sono disposte a strati, e gli elettroni si allontanano sempre dall ' orbita interna più bassa. La conseguenza di questa disposizione è che lo strato più esterno può avere fino a quattro orbitali, cioè fino a otto elettroni.
Se tutte le orbitali più esterne fossero riempite da elettroni, gli atomi sarebbero come una copertura intera, più "comodo ". Essi "disprezzano " gli altri atomi e esistono in modo stabile solo in uno stato monoatomo. Se tutti gli atomi fossero così, non ci sarebbero molecole e non ci sarebbero più io e voi. Fortunatamente, questi elementi non sono molti, solo sei, cioè elio, neone, argon, krypton, xenone, radone, li chiamiamo elementi inerti.
Nella maggior parte degli atomi degli elementi, l'orbita più esterna non è riempita.È come un atomo che copre un letto di copertura in pezzi, si sente "a disagio" e cerca di avere anche un letto di copertura completo.
Una soluzione è il trasferimento elettronico. Quando il numero degli elettroni più esterni è di uno o due (ad esempio, l'atomo di cloro ha sette elettroni nello strato più esterno), il modo più semplice è quello di "attraper" gli elettroni da altri atomi. Questo equivale a riempire i buchi nella tua copertina con il materiale della copertina "altri ". E quando il numero di elettroni più esteriori è piccolo (ad esempio il sodio ha solo uno), allora ci sono solo alcuni pezzi di stoffa, non una copertina.È meglio semplicemente "buttare via " questi pochi elettroni, che comunque hanno un vestito completo (elettroni interni). Così un "voglio ", un" disposto a dare ", l'elettrone viene trasferito da un atomo all ' altro. Gli atomi che danno elettroni sono caricati positivamente, gli atomi che ricevono elettroni sono caricati negativamente e sono "legati" l'uno all 'altro per forza di attrazione della carica.È così che si forma il cloruro di sodio (sale).
Gli elettroni più esteriori hanno bisogno di otto altri modi, cioè la condivisione elettronica. Tu togli un elettrone, io togli un elettrone, e la condivisione di tutti equivale a due atomi aggiungendo un elettrone ciascuno. Questi due elettroni ruotano contemporaneamente attorno a due nuclei, "legando" i due atomi insieme.È come due atomi che uniscono le loro coperte incomplete in una copertura completa, utilizzata insieme. Questa condivisione può avvenire tra atomi dello stesso tipo, ad esempio due atomi di ossigeno che condividono due coppie di elettroni per formare una molecola di ossigeno (O2); o tra atomi diversi, ad esempio un atomo di ossigeno e due atomi di idrogeno che condividono elettroni per formare una molecola di acqua (H2O). Molte molecole, comprese le macromolecole biologiche del nostro corpo, come proteine e acidi nucleci, sono formate dalla condivisione di elettroni.
Pertanto, la formazione di molecole è il risultato del trasferimento e della condivisione di elettroni esteriori tra gli atomi. Anche se questo ha mosso solo la "pelliccia " degli atomi, è la base per la formazione di varie sostanze nel mondo e ha reso possibile la comparsa della vita.