Kowalencyjne, jonowe i metaliczne to trzy główne rodzaje wiązań chemicznych.
Dowiedzmy się więcej nt kowalencyjne wiązanie chemiczne. Rozważmy mechanizm jego występowania. Weźmy jako przykład tworzenie cząsteczki wodoru:
Sferycznie symetryczna chmura utworzona przez elektron 1s otacza jądro wolnego atomu wodoru. Kiedy atomy zbliżają się do siebie na pewną odległość, ich orbitale częściowo się pokrywają (patrz ryc.), 
w rezultacie między centrami obu jąder pojawia się molekularna chmura dwuelektronowa, która ma maksymalną gęstość elektronową w przestrzeni między jądrami. Wraz ze wzrostem gęstości ładunku ujemnego następuje silny wzrost sił przyciągania między obłokiem molekularnym a jądrami.
Widzimy więc, że wiązanie kowalencyjne jest tworzone przez nakładające się chmury elektronów atomów, czemu towarzyszy uwolnienie energii. Jeżeli odległość między jądrami zbliżających się do siebie atomów wynosi 0,106 nm, to po nałożeniu się chmur elektronowych będzie to 0,074 nm. Im większe nakładanie się orbitali elektronowych, tym silniejsze wiązanie chemiczne.
kowalencyjny zwany wiązania chemiczne przeprowadzane przez pary elektronów. Związki z wiązaniem kowalencyjnym to tzw homeopolarny Lub atomowy.
Istnieć dwa rodzaje wiązań kowalencyjnych: polarny I niepolarny.
Z niepolarnym wiązanie kowalencyjne utworzone przez wspólną parę elektronów, chmura elektronowa jest rozłożona symetrycznie względem jąder obu atomów. Przykładem mogą być cząsteczki dwuatomowe, które składają się z jednego pierwiastka: Cl 2, N 2, H 2, F 2, O 2 i inne, w których para elektronów należy jednakowo do obu atomów.
Na polarze W wiązaniu kowalencyjnym chmura elektronów jest przemieszczana w kierunku atomu o wyższej względnej elektroujemności. Na przykład cząsteczki lotnych związków nieorganicznych, takich jak H 2 S, HCl, H 2 O i inne.
Tworzenie cząsteczki HCl można przedstawić w następujący sposób:
Ponieważ względna elektroujemność atomu chloru (2,83) jest większa niż atomu wodoru (2,1), para elektronów przesuwa się w kierunku atomu chloru.
Oprócz mechanizmu wymiany dla tworzenia wiązań kowalencyjnych - dzięki nakładaniu się, istnieje również akceptujący dawcę mechanizm jego powstawania. Jest to mechanizm, w którym tworzenie wiązania kowalencyjnego zachodzi dzięki dwuelektronowej chmurze jednego atomu (donora) i swobodnej orbitalu drugiego atomu (akceptora). Spójrzmy na przykład mechanizmu powstawania amonu NH 4 +. W cząsteczce amoniaku atom azotu ma dwuelektronową chmurę:
Jon wodoru ma wolny orbital 1s, oznaczmy go jako .
W procesie powstawania jonów amonowych dwuelektronowa chmura azotu staje się wspólna dla atomów azotu i wodoru, czyli przekształca się w molekularną chmurę elektronów. Dlatego pojawia się czwarte wiązanie kowalencyjne. Proces powstawania amonu można przedstawić w następujący sposób: 
Ładunek jonu wodorowego jest rozproszony pomiędzy wszystkimi atomami, a dwuelektronowa chmura azotu staje się wspólna z wodorem.
Czy masz jakieś pytania? Nie wiesz, jak odrobić pracę domową?
Aby uzyskać pomoc od nauczyciela -.
Pierwsza lekcja jest darmowa!
blog.site, z pełnym lub częściowym kopiowaniem materiału, wymagany jest link do źródła.
Sam termin „wiązanie kowalencyjne” pochodzi od dwóch łacińskich słów: „co” - łącznie i „vales” - mający moc, ponieważ jest to wiązanie, które powstaje dzięki parze elektronów należących do obu w tym samym czasie (lub, w prostszy termin, wiązanie między atomami dzięki parom elektronów, które są im wspólne). Tworzenie wiązania kowalencyjnego zachodzi wyłącznie między atomami niemetali i może występować zarówno w atomach cząsteczek, jak i kryształach.
Kowalencyjny kowalencyjny został po raz pierwszy odkryty w 1916 roku przez amerykańskiego chemika J. Lewisa i przez pewien czas istniał w formie hipotezy, idei, dopiero potem został potwierdzony eksperymentalnie. Co odkryli o niej chemicy? A fakt, że elektroujemność niemetali może być dość duża i podczas chemicznego oddziaływania dwóch atomów przeniesienie elektronów z jednego na drugi może być niemożliwe, to właśnie w tym momencie następuje połączenie elektronów obu atomów, powstaje między nimi wiązanie kowalencyjne atomów.
Rodzaje wiązań kowalencyjnych
Ogólnie rzecz biorąc, istnieją dwa rodzaje wiązań kowalencyjnych:
- giełda,
- akceptujący dawcę.
W przypadku wymiany typu wiązania kowalencyjnego między atomami, każdy z łączących atomów reprezentuje jeden niesparowany elektron do tworzenia wiązania elektronicznego. W tym przypadku elektrony te muszą mieć przeciwne ładunki (spiny).
Przykładem takiego wiązania kowalencyjnego byłyby wiązania występujące w cząsteczce wodoru. Kiedy atomy wodoru zbliżają się do siebie, ich chmury elektronowe przenikają się nawzajem, w nauce nazywa się to nakładaniem się chmur elektronowych. W rezultacie gęstość elektronów między jądrami wzrasta, same się przyciągają, a energia układu maleje. Jednak gdy zbliżają się zbyt blisko, jądra zaczynają się odpychać, a zatem istnieje między nimi pewna optymalna odległość.
Jest to wyraźniej pokazane na zdjęciu.
Jeśli chodzi o wiązanie kowalencyjne typu donor-akceptor, występuje ono, gdy jedna cząstka, w tym przypadku donor, przedstawia swoją parę elektronów dla wiązania, a druga, akceptor, przedstawia swobodny orbital.
Ponadto, mówiąc o rodzajach wiązań kowalencyjnych, można wyróżnić wiązania kowalencyjne niepolarne i polarne, napiszemy o nich bardziej szczegółowo poniżej.
Wiązanie kowalencyjne niespolaryzowane
Definicja kowalencyjnego wiązania niespolaryzowanego jest prosta; jest to wiązanie, które tworzy się między dwoma identycznymi atomami. Przykład tworzenia niespolaryzowanego wiązania kowalencyjnego, patrz diagram poniżej.
Schemat kowalencyjnego wiązania niespolaryzowanego.
W cząsteczkach z kowalencyjnym wiązaniem niepolarnym wspólne pary elektronów znajdują się w równych odległościach od jąder atomów. Na przykład w cząsteczce (na powyższym schemacie) atomy uzyskują konfigurację ośmioelektronową, podczas gdy dzielą cztery pary elektronów.
Substancje z kowalencyjnym wiązaniem niespolaryzowanym to zazwyczaj gazy, ciecze lub stosunkowo niskotopliwe ciała stałe.
kowalencyjne wiązanie polarne
Odpowiedzmy teraz na pytanie, które wiązanie jest kowalencyjnie polarne. Tak więc kowalencyjne wiązanie polarne powstaje, gdy kowalencyjnie związane atomy mają różną elektroujemność, a publiczne elektrony nie należą jednakowo do dwóch atomów. W większości przypadków publiczne elektrony są bliżej jednego atomu niż drugiego. Przykładem kowalencyjnego wiązania polarnego jest wiązanie występujące w cząsteczce chlorowodoru, gdzie publiczne elektrony odpowiedzialne za tworzenie wiązania kowalencyjnego znajdują się bliżej atomu chloru niż wodór. Chodzi o to, że chlor ma większą elektroujemność niż wodór.
Tak wygląda spolaryzowane wiązanie kowalencyjne.
Uderzającym przykładem substancji z polarnym wiązaniem kowalencyjnym jest woda.
Jak określić wiązanie kowalencyjne
Cóż, teraz znasz odpowiedź na pytanie, jak zdefiniować kowalencyjne wiązanie polarne, a jako niepolarne, do tego wystarczy znać właściwości i wzór chemiczny cząsteczek, jeśli ta cząsteczka składa się z atomów różnych pierwiastków, wtedy wiązanie będzie polarne, jeśli z jednego elementu, to niespolaryzowane. Należy również pamiętać, że wiązania kowalencyjne na ogół mogą występować tylko wśród niemetali, wynika to z samego mechanizmu wiązań kowalencyjnych opisanego powyżej.
Wiązanie kowalencyjne, wideo
A na koniec wykład wideo na temat naszego artykułu, jakim jest wiązanie kowalencyjne.
Nie jest tajemnicą, że chemia jest dość złożoną i różnorodną nauką. Wiele różnych reakcji, odczynników, chemikaliów i innych złożonych i niezrozumiałych terminów - wszystkie wchodzą ze sobą w interakcje. Ale najważniejsze jest to, że z chemią mamy do czynienia na co dzień, niezależnie od tego, czy słuchamy nauczyciela na lekcji i uczymy się nowego materiału, czy też parzymy herbatę, która w ogólności też jest procesem chemicznym.
Można stwierdzić, że chemia jest koniecznością, aby go zrozumieć i wiedzieć, jak działa nasz świat lub niektóre jego poszczególne części, jest interesujące, a ponadto przydatne.
Teraz mamy do czynienia z takim terminem, jak wiązanie kowalencyjne, które, nawiasem mówiąc, może być zarówno polarne, jak i niepolarne. Nawiasem mówiąc, samo słowo „kowalencyjne” powstało z łacińskiego „co” - razem i „vales” - mające siłę.
Występowania terminów
Zacznijmy od tego, że Termin „kowalencyjny” został po raz pierwszy wprowadzony w 1919 roku przez Irvinga Langmuira - Laureat Nagrody Nobla. Pojęcie „kowalencyjne” implikuje wiązanie chemiczne, w którym oba atomy dzielą elektrony, co nazywa się współwłasnością. Różni się więc np. od metalicznej, w której elektrony są wolne, czy od jonowej, w której jeden przekazuje elektrony drugiemu. Należy zauważyć, że powstaje między niemetalami.
Na podstawie powyższego możemy wyciągnąć mały wniosek na temat tego, czym jest ten proces. Powstaje między atomami w wyniku tworzenia wspólnych par elektronów, a pary te powstają na zewnętrznych i przedzewnętrznych podpoziomach elektronów.
Przykłady substancji o polarności:
Rodzaje wiązań kowalencyjnych
Wyróżnia się również dwa typy - są to wiązania polarne i odpowiednio niepolarne. Przeanalizujemy cechy każdego z nich osobno.
Kowalentny biegun - edukacja
Co to jest termin „polarny”?
Zwykle zdarza się, że dwa atomy mają różną elektroujemność, dlatego wspólne elektrony nie należą do nich w równym stopniu, ale zawsze są bliżej jednego niż drugiego. Na przykład cząsteczka chlorowodoru, w której elektrony wiązania kowalencyjnego znajdują się bliżej atomu chloru, ponieważ jej elektroujemność jest wyższa niż w przypadku wodoru. Jednak w rzeczywistości różnica w przyciąganiu elektronów jest wystarczająco mała, aby całkowicie przenieść elektron z wodoru na chlor.
W rezultacie przy polaryzacji gęstość elektronów przesuwa się na bardziej elektroujemną i powstaje na niej częściowy ładunek ujemny. Z kolei jądro, którego elektroujemność jest mniejsza, ma odpowiednio częściowy ładunek dodatni.
Wnioskujemy: biegunowy powstaje między różnymi niemetalami, które różnią się wartością elektroujemności, a elektrony znajdują się bliżej jądra o większej elektroujemności.
Elektroujemność - zdolność niektórych atomów do przyciągania elektronów innych, tworząc w ten sposób reakcję chemiczną.
Przykłady polaryzacji kowalencyjnej, substancje z kowalencyjnym wiązaniem polarnym:
Wzór substancji z kowalencyjnym wiązaniem polarnym
Kowalencyjne niepolarne, różnica między polarnymi i niepolarnymi
I wreszcie, niepolarny, wkrótce dowiemy się, co to jest.
Główna różnica między niepolarnym a polarnym jest symetria. Jeśli w przypadku wiązania polarnego elektrony znajdowały się bliżej jednego atomu, to przy wiązaniu niespolaryzowanym elektrony są ułożone symetrycznie, to znaczy jednakowo względem obu.
Warto zauważyć, że niepolarny powstaje między atomami niemetali jednego pierwiastka chemicznego.
Np, substancje z niespolaryzowanym wiązaniem kowalencyjnym:
Również zestaw elektronów jest często nazywany po prostu chmurą elektronową, na tej podstawie dochodzimy do wniosku, że elektronowa chmura komunikacyjna, która tworzy wspólną parę elektronów, jest rozmieszczona w przestrzeni symetrycznie lub równomiernie względem jąder obu.
Przykłady kowalencyjnego wiązania niespolaryzowanego i schemat tworzenia kowalencyjnego wiązania niespolaryzowanego
Ale warto również wiedzieć, jak odróżnić kowalencyjne polarne od niepolarnych.
kowalencyjne niepolarne są zawsze atomami tej samej substancji. H2. CL2.
Ten artykuł dobiegł końca, teraz wiemy, czym jest ten proces chemiczny, wiemy, jak go określić i jego odmiany, znamy wzory na tworzenie substancji i ogólnie trochę więcej o naszym złożonym świecie, sukces w chemia i tworzenie nowych formuł.
Niezwykle rzadko zdarza się, aby substancje chemiczne składały się z pojedynczych, niezwiązanych ze sobą atomów pierwiastków chemicznych. W normalnych warunkach taką strukturę ma tylko niewielka liczba gazów zwanych gazami szlachetnymi: hel, neon, argon, krypton, ksenon i radon. Najczęściej substancje chemiczne nie składają się z różnych atomów, ale z ich kombinacji w różne grupy. Takie kombinacje atomów mogą obejmować kilka jednostek, setki, tysiące, a nawet więcej atomów. Nazywa się siłę, która utrzymuje te atomy w takich grupach wiązanie chemiczne.
Innymi słowy, możemy powiedzieć, że wiązanie chemiczne to interakcja, która zapewnia wiązanie poszczególnych atomów w bardziej złożone struktury (cząsteczki, jony, rodniki, kryształy itp.).
Przyczyną powstawania wiązania chemicznego jest to, że energia bardziej złożonych struktur jest mniejsza niż całkowita energia poszczególnych atomów, które je tworzą.
W szczególności, jeśli cząsteczka XY powstaje podczas interakcji atomów X i Y, oznacza to, że energia wewnętrzna cząsteczek tej substancji jest niższa niż energia wewnętrzna poszczególnych atomów, z których została utworzona:
E(XY)< E(X) + E(Y)
Z tego powodu, gdy tworzą się wiązania chemiczne między poszczególnymi atomami, uwalniana jest energia.
W tworzeniu wiązań chemicznych elektrony zewnętrznej warstwy elektronowej o najniższej energii wiązania z jądrem, tzw. wartościowość. Na przykład w borze są to elektrony drugiego poziomu energetycznego - 2 elektrony na 2 S- orbitale i 1 na 2 P-orbitale:
Kiedy tworzy się wiązanie chemiczne, każdy atom dąży do uzyskania konfiguracji elektronowej atomów gazu szlachetnego, tj. tak, że w jego zewnętrznej warstwie elektronowej znajduje się 8 elektronów (2 dla pierwiastków z pierwszego okresu). Zjawisko to nazywane jest regułą oktetu.
Atomy mogą osiągnąć konfigurację elektronową gazu szlachetnego, jeśli początkowo pojedyncze atomy dzielą część swoich elektronów walencyjnych z innymi atomami. W tym przypadku powstają wspólne pary elektronów.
W zależności od stopnia uspołecznienia elektronów można wyróżnić wiązania kowalencyjne, jonowe i metaliczne.
wiązanie kowalencyjne
Wiązanie kowalencyjne występuje najczęściej między atomami pierwiastków niemetalicznych. Jeżeli atomy niemetali tworzące wiązanie kowalencyjne należą do różnych pierwiastków chemicznych, to takie wiązanie nazywamy kowalencyjnym wiązaniem polarnym. Powodem tej nazwy jest fakt, że atomy różnych pierwiastków mają również różną zdolność przyciągania do siebie wspólnej pary elektronów. Oczywiście prowadzi to do przesunięcia wspólnej pary elektronów w kierunku jednego z atomów, w wyniku czego powstaje na niej częściowy ładunek ujemny. Z kolei na drugim atomie powstaje częściowy ładunek dodatni. Na przykład w cząsteczce chlorowodoru para elektronów jest przesunięta z atomu wodoru na atom chloru:
Przykłady substancji z kowalencyjnym wiązaniem polarnym:
Cl 4 , H 2 S, CO 2 , NH 3 , SiO 2 itd.
Kowalencyjne wiązanie niepolarne powstaje między atomami niemetali tego samego pierwiastka chemicznego. Ponieważ atomy są identyczne, ich zdolność do przyciągania wspólnych elektronów jest taka sama. Pod tym względem nie obserwuje się przemieszczenia pary elektronów:
Powyższy mechanizm tworzenia wiązania kowalencyjnego, gdy oba atomy dostarczają elektronów do tworzenia wspólnych par elektronów, nazywa się wymianą.
Istnieje również mechanizm dawcy-akceptora.
Kiedy wiązanie kowalencyjne jest tworzone przez mechanizm donor-akceptor, powstaje wspólna para elektronów z powodu wypełnionego orbitalu jednego atomu (z dwoma elektronami) i pustego orbitalu innego atomu. Atom, który dostarcza nieudostępnioną parę elektronów, nazywany jest donorem, a atom z wolnym orbitalem nazywany jest akceptorem. Donorami par elektronów są atomy, które mają sparowane elektrony, na przykład N, O, P, S.
Na przykład, zgodnie z mechanizmem donor-akceptor, czwarte wiązanie kowalencyjne N-H powstaje w kationie amonowym NH 4 +:
Oprócz polarności wiązania kowalencyjne charakteryzują się również energią. Energia wiązania to minimalna energia potrzebna do zerwania wiązania między atomami.
Energia wiązania maleje wraz ze wzrostem promieni związanych atomów. Ponieważ wiemy, że promienie atomów rosną w dół podgrup, możemy np. stwierdzić, że siła wiązania halogen-wodór rośnie w szeregu:
CZEŚĆ< HBr < HCl < HF
Również energia wiązania zależy od jego krotności - im większa krotność wiązania, tym większa jest jego energia. Krotność wiązań to liczba wspólnych par elektronów między dwoma atomami.
Wiązanie jonowe
Wiązanie jonowe można uznać za ograniczający przypadek kowalencyjnego wiązania polarnego. Jeśli w wiązaniu kowalencyjno-polarnym wspólna para elektronów jest częściowo przesunięta do jednego z par atomów, to w wiązaniu jonowym jest prawie całkowicie „oddawana” jednemu z atomów. Atom, który oddał elektron(y) otrzymuje ładunek dodatni i staje się kation, a atom, który wziął z niego elektrony, nabiera ładunku ujemnego i staje się anion.
Zatem wiązanie jonowe jest wiązaniem utworzonym w wyniku elektrostatycznego przyciągania kationów do anionów.
Tworzenie tego typu wiązań jest charakterystyczne dla interakcji atomów typowych metali i typowych niemetali.
Na przykład fluorek potasu. Kation potasu powstaje w wyniku oderwania jednego elektronu od atomu obojętnego, a jon fluoru powstaje przez przyłączenie jednego elektronu do atomu fluoru:
Pomiędzy powstałymi jonami powstaje siła przyciągania elektrostatycznego, w wyniku której powstaje związek jonowy.
Podczas tworzenia wiązania chemicznego elektrony z atomu sodu przechodzą do atomu chloru i powstają jony o przeciwnych ładunkach, które mają pełny poziom energii zewnętrznej.
Ustalono, że elektrony nie odrywają się całkowicie od atomu metalu, a jedynie przemieszczają się w kierunku atomu chloru, jak w przypadku wiązania kowalencyjnego.
Większość związków binarnych zawierających atomy metali to związki jonowe. Na przykład tlenki, halogenki, siarczki, azotki.
Wiązanie jonowe występuje również między kationami prostymi a anionami prostymi (F -, Cl -, S 2-), a także między kationami prostymi a anionami złożonymi (NO 3 -, SO 4 2-, PO 4 3-, OH -) . Dlatego związki jonowe obejmują sole i zasady (Na 2 SO 4, Cu (NO 3) 2, (NH 4) 2 SO 4), Ca (OH) 2, NaOH)
połączenie metalowe
Ten rodzaj wiązania powstaje w metalach.
Atomy wszystkich metali mają elektrony na zewnętrznej warstwie elektronowej, które mają niską energię wiązania z jądrem atomowym. W przypadku większości metali utrata zewnętrznych elektronów jest energetycznie korzystna.
Ze względu na tak słabe oddziaływanie z jądrem elektrony te w metalach są bardzo ruchliwe, aw każdym krysztale metalu zachodzi w sposób ciągły następujący proces:
M 0 - ne - \u003d M n +,
gdzie M 0 to neutralny atom metalu, a M n + kation tego samego metalu. Poniższy rysunek przedstawia ilustrację trwających procesów.
Oznacza to, że elektrony „pędzą” wzdłuż kryształu metalu, odłączając się od jednego atomu metalu, tworząc z niego kation, łącząc się z innym kationem, tworząc neutralny atom. Zjawisko to nazwano „wiatrem elektronowym”, a zbiór swobodnych elektronów w krysztale atomu niemetalu nazwano „gazem elektronowym”. Ten rodzaj interakcji między atomami metali nazywa się wiązaniem metalicznym.
wiązanie wodorowe
Jeśli atom wodoru w dowolnej substancji jest związany z pierwiastkiem o dużej elektroujemności (azot, tlen lub fluor), taka substancja charakteryzuje się takim zjawiskiem jak wiązanie wodorowe.
Ponieważ atom wodoru jest związany z atomem elektroujemnym, na atomie wodoru powstaje częściowy ładunek dodatni, a na atomie elektroujemnym powstaje częściowy ładunek ujemny. W związku z tym możliwe staje się przyciąganie elektrostatyczne między częściowo dodatnio naładowanym atomem wodoru jednej cząsteczki a elektroujemnym atomem drugiej. Na przykład wiązanie wodorowe obserwuje się dla cząsteczek wody:
To wiązanie wodorowe wyjaśnia nienormalnie wysoką temperaturę topnienia wody. Oprócz wody silne wiązania wodorowe powstają również w substancjach takich jak fluorowodór, amoniak, kwasy zawierające tlen, fenole, alkohole, aminy.
Dane dotyczące energii jonizacji (EI), PEI i składu stabilnych cząsteczek – ich rzeczywiste wartości i porównania – zarówno atomów wolnych, jak i atomów związanych w cząsteczki, pozwalają zrozumieć, w jaki sposób atomy tworzą cząsteczki poprzez mechanizm wiązania kowalencyjnego.
WIĄZANIE KOWALENCYJNE- (od łacińskiego „co” razem i „vales” mający moc) (wiązanie homeopolarne), wiązanie chemiczne między dwoma atomami, które występuje, gdy elektrony należące do tych atomów są wspólne. Atomy w cząsteczkach prostych gazów są połączone wiązaniem kowalencyjnym. Wiązanie, w którym występuje jedna wspólna para elektronów, nazywa się pojedynczym; istnieją również wiązania podwójne i potrójne.
Spójrzmy na kilka przykładów, aby zobaczyć, jak możemy wykorzystać nasze reguły do określenia liczby kowalencyjnych wiązań chemicznych, które może utworzyć atom, jeśli znamy liczbę elektronów na zewnętrznej powłoce danego atomu i ładunek jego jądra. Ładunek jądra i liczbę elektronów w powłoce zewnętrznej określa się eksperymentalnie i umieszcza w tablicy pierwiastków.
Obliczanie możliwej liczby wiązań kowalencyjnych
Na przykład policzmy liczbę wiązań kowalencyjnych, które może utworzyć sód ( Na), aluminium (Glin), fosfor (P) i chlor ( Cl). sód ( Na) i aluminium ( Glin) mają odpowiednio 1 i 3 elektrony na powłoce zewnętrznej i zgodnie z pierwszą zasadą (do mechanizmu tworzenia wiązania kowalencyjnego wykorzystuje się jeden elektron na powłoce zewnętrznej) mogą tworzyć: sód (Na)- 1 i aluminium ( Glin)- 3 wiązania kowalencyjne. Po utworzeniu wiązań liczba elektronów na zewnętrznych powłokach sodu ( Na) i aluminium ( Glin) równa się odpowiednio 2 i 6; tj. mniej niż maksymalna liczba (8) dla tych atomów. fosfor ( P) i chlor ( Cl) mają odpowiednio 5 i 7 elektronów na powłoce zewnętrznej i zgodnie z drugą z powyższych prawidłowości mogą tworzyć 5 i 7 wiązań kowalencyjnych. Zgodnie z czwartą prawidłowością, tworzeniem wiązania kowalencyjnego, liczba elektronów w powłoce zewnętrznej tych atomów wzrasta o 1. Zgodnie z szóstą prawidłowością, gdy tworzy się wiązanie kowalencyjne, liczba elektronów w powłoce zewnętrznej związanych atomów nie może być więcej niż 8. To znaczy fosfor ( P) może tworzyć tylko 3 wiązania (8-5 = 3), podczas gdy chlor ( Cl) może utworzyć tylko jeden (8-7 = 1).
Przykład: na podstawie analizy stwierdziliśmy, że pewna substancja składa się z atomów sodu (Na) i chlor ( Cl). Znając prawidłowości mechanizmu tworzenia wiązań kowalencyjnych, możemy powiedzieć, że sód ( Na) może tworzyć tylko 1 wiązanie kowalencyjne. Możemy zatem założyć, że każdy atom sodu ( Na) związany z atomem chloru ( Cl) przez wiązanie kowalencyjne w tej substancji i że ta substancja składa się z cząsteczek atomu NaCl. Wzór na strukturę tej cząsteczki to: Na-Cl. Tutaj myślnik (-) oznacza wiązanie kowalencyjne. Wzór elektronowy tej cząsteczki można przedstawić w następujący sposób:
. .
Na:Cl:
. .
Zgodnie ze wzorem elektronicznym na zewnętrznej powłoce atomu sodu ( Na) V NaCl są 2 elektrony, a na zewnętrznej powłoce atomu chloru ( Cl) jest 8 elektronów. W tym wzorze elektrony (kropki) między atomami sodu ( Na) I
chlor (Cl) wiążą elektrony. Ponieważ PEI w chlorze ( Cl) równe 13 eV, a dla sodu (Na) jest równe 5,14 eV, wiążąca para elektronów jest znacznie bliżej atomu Kl niż do atomu Na. Jeśli energie jonizacji atomów tworzących cząsteczkę są bardzo różne, wówczas utworzone wiązanie będzie polarny wiązanie kowalencyjne.
Rozważmy inny przypadek. Na podstawie analizy stwierdziliśmy, że pewna substancja składa się z atomów glinu ( Glin) i atomy chloru ( Cl). dla aluminium ( Glin) w powłoce zewnętrznej znajdują się 3 elektrony; w ten sposób może tworzyć 3 kowalencyjne wiązania chemiczne podczas gdy chlor (Cl), podobnie jak w poprzednim przypadku, może tworzyć tylko 1 wiązanie. Substancja ta jest przedstawiana jako AlCl 3, a jego wzór elektroniczny można zilustrować w następujący sposób:
Rysunek 3.1. Formuła elektronicznaAlCl 3
którego wzór to:
Cl - Al - Cl
Kl
Pokazuje to ta elektroniczna formuła AlCl 3 na zewnętrznej powłoce atomów chloru ( Kl) znajduje się 8 elektronów, natomiast na zewnętrznej powłoce atomu glinu ( Glin) Jest ich 6. Zgodnie z mechanizmem tworzenia wiązania kowalencyjnego oba wiążące elektrony (po jednym z każdego atomu) wchodzą na zewnętrzne powłoki związanych atomów.
Wiele wiązań kowalencyjnych
Atomy, które mają więcej niż jeden elektron w powłoce zewnętrznej, mogą tworzyć ze sobą nie jedno, ale kilka wiązań kowalencyjnych. Takie połączenia nazywane są wielokrotnymi (częściej wielokrotności) połączenia. Przykładami takich wiązań są wiązania cząsteczek azotu ( N= N) i tlen ( O=O).
Wiązanie, które powstaje, gdy łączą się pojedyncze atomy, nazywa się homoatomowe wiązanie kowalencyjne, np Jeśli atomy są różne, nazywa się to wiązaniem wiązanie kowalencyjne heteroatomowe[Greckie przedrostki „homo” i „hetero” oznaczają odpowiednio to samo i różne].
Wyobraź sobie, jak naprawdę wygląda cząsteczka ze sparowanymi atomami. Najprostszą cząsteczką ze sparowanymi atomami jest cząsteczka wodoru.