Wyjaśniamy, czym jest wiązanie kowalencyjne i niektóre z jego cech. Również rodzaje wiązania kowalencyjnego i przykłady.
Co to jest wiązanie kowalencyjne?
Rodzaj wiązania nazywa się kowalencyjnym Wiązanie chemiczne co się stanie, gdy dwoje? atomy są połączone z formą a cząsteczka, dzielenie się elektrony należący do jego powłoki walencyjnej lub ostatniego poziomu energetycznego, osiągając tym samym dobrze znany „oktet stabilny”, zgodnie z „regułą oktetu” zaproponowaną przez Gilberta Newtona Lewisa dotyczącą stabilności elektronowej atomów.
Ten "reguła oktetu"Stwierdza, że jony pierwiastków chemicznych znajdujących się w Układ okresowy pierwiastków, mają tendencję do uzupełniania swoich ostatnich poziomów energii o 8 elektronów, a ta konfiguracja elektroniczna zapewnia im dużą stabilność, bardzo podobną do elektronów. Gazy szlachetne.
Atomy związane kowalencyjnie dzielą jedną lub więcej par elektronów z ostatniego poziomu energii. Nazywa się to orbital molekularny do obszaru przestrzeni, w którym w cząsteczce znajduje się gęstość elektronowa.
Tę gęstość elektronową można określić i obliczyć za pomocą bardzo złożonych równań matematycznych opisujących zachowanie elektronów w cząsteczkach. Z drugiej strony istnieją również orbitale atomowe, które definiuje się jako obszar przestrzeni reprezentujący prawdopodobieństwo znalezienia elektronu wokół jądra atomowego. Tak więc, gdy kilka orbitali atomowych jest połączonych, generowane są orbitale molekularne.
Wiązania kowalencyjne powstają przez wspólne elektrony między atomami wiązania i różnią się one od wiązania jonowe w którym w tym ostatnim następuje przenoszenie elektronów pomiędzy atomami zaangażowanymi w wiązanie jonowe (brak wspólnych elektronów).
Aby powstało wiązanie jonowe, atom przenosi jeden lub więcej elektronów na inny atom, a wiązanie powstaje w wyniku oddziaływania elektrostatycznego między obydwoma atomami, które są naładowane elektrycznie, ponieważ gdy następuje przeniesienie elektronów, atom (ten, który dał elektrony ) został z ładunkiem dodatnim (kation), a drugi atom (ten, który przyjął elektrony) miał ładunek ujemny (anion).
Z drugiej strony wiązanie kowalencyjne powstaje między atomami, które nie mają dużej różnicy elektroujemności. Wiązanie to może powstać między atomami niemetalicznymi lub między atomami metali a wodorem. Wiązanie jonowe powstaje między jonami atomów o dużej różnicy elektroujemności i zwykle powstaje między jonami atomów elementy metalowe i jony atomów elementy niemetalowe.
Ważne jest, aby wyjaśnić, że nie ma wiązania absolutnie kowalencyjnego ani wiązania absolutnie jonowego. W rzeczywistości wiązanie jonowe jest często postrzegane jako „przesadność” wiązania kowalencyjnego.
Rodzaje wiązań kowalencyjnych
Istnieją następujące typy wiązań kowalencyjnych, w oparciu o liczbę elektronów wspólnych dla połączonych atomów:
- Prosty. Związane atomy dzielą jedną parę elektronów z ich ostatniej powłoki elektronicznej (po jednym elektronu). Jest reprezentowany przez linię w związku cząsteczkowym. Na przykład: H-H (wodór-wodór), H-Cl (wodór-chlor).
- Podwójnie. Każdy związany atom dostarcza dwa elektrony ze swojej ostatniej powłoki energetycznej, tworząc wiązanie dwóch par elektronów. Jest reprezentowany przez dwie równoległe linie, jedną powyżej i jedną poniżej, podobne do matematycznego znaku równości. Na przykład: O = O (Tlen-Tlen), O = C = O (Tlen-Węgiel-Tlen).
- Potroić. To wiązanie tworzą trzy pary elektronów, co oznacza, że każdy atom dostarcza 3 elektrony ze swojej ostatniej warstwy energetycznej. Jest reprezentowany przez trzy równoległe linie, znajdujące się jedną nad, jedną pośrodku i jedną poniżej. Na przykład: N≡N (Azot-Azot).
- Celownik. Rodzaj wiązania kowalencyjnego, w którym tylko jeden z dwóch związanych atomów wnosi dwa elektrony, a drugi nie. Jest reprezentowany przez strzałkę w związku cząsteczkowym. Na przykład jon amonowy:
Z drugiej strony, w zależności od obecności lub nie polarności (właściwości niektórych cząsteczek do oddzielania ładunków elektrycznych w ich strukturze), można odróżnić polarne wiązania kowalencyjne (tworzące molekuły polarne) i niepolarne wiązania kowalencyjne (tworzące cząsteczki niepolarne). polarne):
- Polarne wiązania kowalencyjne. Atomy różnych elementy iz różnicą elektroujemności powyżej 0,5. Tak więc cząsteczka będzie miała ujemną gęstość ładunku na najbardziej elektroujemnym atomie, ponieważ ten atom przyciąga elektrony wiązania z większą siłą, podczas gdy dodatnia gęstość ładunku pozostanie na mniej elektroujemnym atomie. Separacja gęstości ładunków generuje dipole elektromagnetyczne.
- Niepolarne wiązania kowalencyjne. Atomy tego samego pierwiastka są związane lub różnych pierwiastków, ale o podobnych elektroujemnościach, z różnicą elektroujemności mniejszą niż 0,4. Chmura elektronów jest przyciągana z równą intensywnością przez oba jądra i nie tworzy się dipol molekularny.
Przykłady wiązania kowalencyjnego
Proste przykłady wiązania kowalencyjnego to te, które występują w następujących cząsteczkach:
- Czysty tlen (O2). O = O (jedno podwójne wiązanie)
- Czysty wodór (H2). H-H (pojedyncze łącze)
- Dwutlenek węgla (CO2). O = C = O (dwa podwójne wiązania)
- Woda (H2O). H-O-H (dwa pojedyncze wiązania)
- Kwas solny (HCl). H-Cl (pojedyncze wiązanie)
- Czysty azot (N2). N≡N (potrójne wiązanie)
- Kwas cyjanowodorowy (HCN). H-C≡N (jedno pojedyncze i jedno potrójne wiązanie)