Hvis atomer for det meste er tomt rum, hvorfor ser og føles objekter så solide?

Objekter ser ud og føles solide på grund af samspillet mellem de atomer, der udgør dem. Selvom det er rigtigt, at atomer selv for det meste er tomme rum, skaber elektronerne, der kredser om kernen, en stærk elektromagnetisk kraft, der binder atomerne sammen. Denne kraft er det, der giver objekter deres soliditet og forhindrer dem i at kollapse til en sky af partikler.

Pauli udelukkelsesprincippet siger, at ikke to elektroner kan indtage den samme kvantetilstand. Det betyder, at elektronerne i et atom skal være arrangeret i forskellige skaller rundt om kernen. Den yderste skal af elektroner kaldes valensskallen, og elektronerne i denne skal er ansvarlige for den kemiske binding mellem atomer.

Når to atomer kommer tæt på hinanden, interagerer deres valenselektroner med hinanden. Hvis elektronerne tiltrækkes af hinanden, danner de en kemisk binding. Den type kemiske binding, der dannes, afhænger af antallet af valenselektroner i hvert atom.

Der er tre hovedtyper af kemiske bindinger:kovalente bindinger, ionbindinger og metalliske bindinger.

Kovalente bindinger opstår, når to atomer deler et eller flere elektronpar. Elektronerne holdes i et område mellem de to kerner, kaldet en molekylær orbital. Kovalente bindinger er den stærkeste type kemisk binding.

Ionbindinger opstår, når et atom overfører en eller flere elektroner til et andet atom. De atomer, der får elektroner, bliver negativt ladede, mens de atomer, der mister elektroner, bliver positivt ladede. De modsat ladede ioner bliver så tiltrukket af hinanden. Ionbindinger er svagere end kovalente bindinger.

Metalbindinger opstår, når metalatomers valenselektroner delokaliseres, hvilket betyder, at de ikke er forbundet med noget bestemt atom. De delokaliserede elektroner danner et "hav" af elektroner, der flyder gennem metallet. Metalliske bindinger er svagere end kovalente bindinger, men de er stærkere end ionbindinger.

Interaktionerne mellem atomer og deres elektroner er det, der giver objekter deres fysiske egenskaber. Styrken af ​​de kemiske bindinger mellem atomer bestemmer, hvor hårdt eller blødt et objekt er, og atomernes arrangement bestemmer dets form og tæthed.