In de wereld om ons heen komen ontzettend veel verschillende materialen voor. Al die materialen zijn opgebouwd uit slechts 117 verschillende soorten atomen. Omdat er veel meer dan 117 materialen zijn kan het dus niet kloppen dat elke stof alleen maar uit één atoomsoort bestaat.
Samenwerkende atomen
Om zo veel verschillende materialen te kunnen vormen, zijn er behalve stoffen die alleen uit atomen bestaan, ook stoffen die bestaan uit moleculen. Moleculen zijn groepjes atomen, die als het ware samenwerken. Door bepaalde krachten wordt een aantal atomen, vaak van verschillende soorten, bij elkaar gehouden. Een stof die bestaat uit moleculen bestaat dus niet uit losse atomen, maar uit groepjes van twee of meer atomen, die in zo’n stof altijd bij elkaar blijven.
Atoombinding
Om te begrijpen hoe de verschillende atomen van een molecuul bij elkaar blijven, is het handig als je het artikel over atomen hebt gelezen. Hierin wordt uitgelegd dat een atoom bestaat uit een positief geladen kern en negatief geladen elektronen. Als twee moleculen aan elkaar binden zal een elektron van het ene atoom, samen met een elektron van het andere atoom een paar vormen. Deze elektronen samen hebben dan dus een extra grote negatieve lading. De positieve kernen van de atomen zullen hierdoor aangetrokken worden. Zo is er dus één elektronenpaar waar beide atomen bij horen: de atomen zullen bij elkaar blijven en vormen samen een molecuul. In wetenschappelijke taal zegt men: de atomen zijn aan elkaar gebonden door een atoombinding.
Figuur 2. Een watermolecuul bestaat uit twee waterstofatomen die allebei aan hetzelfde zuurstofmolecuul gebonden zijn. Elk waterstof atoom heeft één gemeenschappelijk elektronenpaar met het zuurstof molecuul.
Verschillende combinaties en vormen
Er zijn veel soorten atomen die door atoombinding met elkaar kunnen binden. De meeste soorten kunnen ook met meerdere andere atomen tegelijk binden, waardoor moleculen uit veel meer dan twee atomen kunnen bestaan. Verder kan ook de plaats waarop een atoom bindt ten opzichte van een ander atoom dat aan datzelfde atoom vast zit verschillen. Op deze manier zijn er heel veel combinaties van atomen mogelijk, en dus heel verschillende soorten moleculen.
Figuur 3. Doordat de meeste atomen aan meerdere andere atomen kunnen binden, kan een molecuul heel groot en ingewikkeld worden. Een voorbeeld hiervan is een DNA-molecuul waarvan je hierboven een stukje ziet.