Gli atomi possono essere piccolissimi, ma hanno molto da fare sotto la superficie. Durante i primi anni del 1900, Gilbert N. Lewis (un chimico americano e professore presso l’Università della California, Berkeley) ha contribuito in modo significativo alla nostra comprensione degli elettroni di valenza.

Alcuni fondamenti: gli atomi sono costituiti da neutroni, protoni ed elettroni. Il nucleo (o il centro di un atomo) è costituito da neutroni e protoni. Gli elettroni circondano il nucleo in gusci. Il guscio più vicino al nucleo può contenere due elettroni. Il secondo guscio può contenere fino a otto elettroni, il terzo fino a 18. (Elementi diversi hanno un numero diverso di gusci, ogni shell può contenere solo un numero fisso di elettroni, e c’è un modo formulaico per determinare quel numero).

Atomi-forse non dissimili dalle persone?!- avere un obiettivo primario: diventare stabili. Quando il guscio esterno attorno a un atomo è pieno di elettroni di valenza, l’atomo è stabile e non ha bisogno di interagire con altri atomi per trovare stabilità. Questo è il motivo per cui elementi come neon e argon non reagiscono realmente con altri elementi (perché il loro guscio più esterno è naturalmente pieno di otto elettroni di valenza).

Quindi, cosa fanno gli atomi se il loro guscio più esterno non è completamente pieno di elettroni di valenza? Si legano con altri atomi instabili! Esistono due tipi fondamentali di legami:

Il primo tipo è chiamato legame covalente. I legami covalenti si verificano quando due atomi si legano condividendo elettroni di valenza. Un esempio di legame covalente è un legame idrogeno (o H₂). Un singolo atomo di idrogeno ha solo un guscio esterno e un elettrone di valenza. Ricorda, il primo guscio può contenere due elettroni, quindi l’idrogeno è naturalmente instabile. Per risolvere questo problema, un atomo di idrogeno condividerà un elettrone di valenza da un altro atomo di idrogeno in modo che entrambi trovino stabilità.

Il secondo tipo di legame è un legame ionico. Quando un atomo guadagna un elettrone di valenza mentre un altro atomo perde un elettrone di valenza, questo è chiamato un legame ionico. I legami ionici tendono ad essere più forti dei legami covalenti. Il fluoruro di sodio (NaF) è un esempio comune di un composto formato da un legame ionico. Il sodio ha un solo elettrone di valenza nel suo terzo guscio mentre il fluoro ha sette elettroni di valenza nel suo secondo guscio (il sodio non ha un terzo guscio). Quando si legano, il sodio ” dà ” il suo elettrone di valenza al fluoro in modo che entrambi possano avere otto elettroni di valenza nei loro gusci esterni ed essere stabili.