En atom består av en kärna, som är positivt laddad, och elektroner, som är negativt laddade. Elektronerna kretsar runt kärnan i olika skal. De flesta atomer vill ha 8 elektroner i det yttersta skalet (valenselektroner). Har de inte det slår de sig ihop med andra atomer och bildar en molekyl så att alla atomer i molekylen får tillgång till 8 valenselektroner.
En molekyl är en grupp atomer som sitter ihop genom bindningar. En bindning som består av delade elektroner kallas för en kovalent bindning. Om bara två elektroner delas är det en enkelbindning. Atomer kan ha flera bindningar mellan sig när de delar fyra eller sex elektroner. Man talar då om dubbelbindningar och trippelbindningar. En kemisk reaktion är när bindningar bryts och nya bindningar bildas. Det sker när elektronerna arrangerar om sig när flera molekyler eller atomer krockar med varandra.
Elektrondragare och elektrongivare
I molekyler med olika sorters atomer sitter inte elektronerna jämnt fördelade runt molekylen. Vissa atomer är bättre på att dra till sig elektroner än andra. De kallas för elektronegativa atomer. Ju mer elektronegativ en atom är desto bättre drar den till sig elektroner. Syre är ett exempel på en elektronegativ atom.
Om ett syre sitter på en kolatom dras elektronerna alltså mot syret. Det gör att kolets kärna blottas litet. Kolet blir litet positivt laddat, medan syret blir litet negativt laddat. När två molekyler reagerar med varandra är det i regel en negativt laddad (elektronrik) del av den ena molekylen som dras till en positivt laddad (elektronfattig) del av den andra molekylen.
Syror och baser
Den enklaste definitionen av syror och baser är: En syra ger ifrån sig protoner (väteatomkärnor), en bas tar protoner. Syror ger ifrån sig protoner för att bindnigen är svag. Om ett kol med ett väte sitter bredvid ett kol med ett syre, drar syret till sig elektroner, så väteatomens bindning försvagas. Väteatomkärnan släpper lätt den atom den sitter på, men lämnar elektronerna kvar.
Exempel: Avenantramider
Den här molekylen heter 4-acetoxy-bensaldehyd. Gruppen av atomer som sitter längst till vänster och består av ett kol (svart), ett syre (rött) och ett väte (vitt) kallas för aldehyd. Kolet i en aldehyd är extra elektronfattigt eftersom den har två bindningar till ett syre. Ett kol som är dubbelbundet till ett syre heter karbonyl, och det är en grupp som ofta är inblandad i organiska reaktioner.
Den här reaktionen är syrakatalyserad. Det betyder att reaktionen går fortare om en syra får hjälpa till. När en proton från en syra sätter sig på syret, blir syret positivt laddat och drar till sig ännu mer elektroner. Den "nakna" positiva kolatomkärnan reagerar lätt med elektroner från andra molekyler.
Den här molekylen kallas för bensoxazinon. Vätena längst ut till höger sitter ganska löst eftersom det är många elektronegativa atomer, syre (rött) och kväve (gult), i närheten. Elektronerna i de bindningarna vill därför gärna reagera med andra molekyler.
De dras till det elektronfattiga kolet på karbonylen och där bildar de en ny bindning.
Baser är elektronrika och dras till elektronfattiga kol. Den här molekylen har två karbonyler med elektronfattiga kol kvar. Om man lägger den i en basisk vattenlösning händer detta på båda ställena: Basen, en hydroxidjon (ett syre och ett väte och två extra elektroner) sätter sig på kolen med syrena. Då bryts bindningen närmast syret eftersom det blir för mycket elektroner där. De två extra elektronerna som blir över från den brutna bindningen tar sedan en proton från en vattenmolekyl.
Nu är molekylen färdig!
