Plik CHARAKTERYSTYKA związków kowalencyjnych opierają się na wielu czynnikach, które zależą zasadniczo od struktur molekularnych. Po pierwsze, wiązanie kowalencyjne musi łączyć twoje atomy i nie może być żadnych ładunków elektrycznych; w przeciwnym razie mówilibyśmy o związkach jonowych lub koordynacyjnych.
W naturze jest zbyt wiele wyjątków, w których granica między trzema typami związków zaciera się; zwłaszcza biorąc pod uwagę makrocząsteczki, zdolne do przechowywania zarówno regionów kowalencyjnych, jak i jonowych. Ale ogólnie związki kowalencyjne tworzą pojedyncze, pojedyncze jednostki lub cząsteczki..
Gazy tworzące atmosferę i bryza uderzająca w wybrzeża to nic innego jak wiele cząsteczek o stałym składzie. Tlen, azot i dwutlenek węgla to odrębne cząsteczki z wiązaniami kowalencyjnymi, które są ściśle związane z życiem planety.
A po stronie morskiej cząsteczka wody O-H-O jest kwintesencją związku kowalencyjnego. Na wybrzeżu można go zobaczyć powyżej piasków, które są złożoną mieszaniną zerodowanych tlenków krzemu. Woda jest ciekła w temperaturze pokojowej i ta właściwość będzie ważna w przypadku innych związków..
Indeks artykułów
We wstępie wspomniano, że wymienione gazy mają wiązania kowalencyjne. Jeśli spojrzysz na ich struktury molekularne, zobaczysz, że ich wiązania są podwójne i potrójne: O = O, N≡N i O = C = O. Z drugiej strony inne gazy mają proste wiązania: H-H, Cl-Cl, F-F i CH4 (cztery wiązania C-H o geometrii czworościennej).
Cechą charakterystyczną tych wiązań, a co za tym idzie związków kowalencyjnych, jest to, że są one siłami kierunkowymi; przechodzi od jednego atomu do drugiego, a jego elektrony, o ile nie ma rezonansu, są zlokalizowane. Podczas gdy w związkach jonowych interakcje między dwoma jonami są bezkierunkowe: przyciągają i odpychają inne otaczające jony.
Oznacza to natychmiastowe konsekwencje dla właściwości związków kowalencyjnych. Ale jeśli chodzi o jego wiązania, można, o ile nie ma ładunków jonowych, stwierdzić, że związek z pojedynczymi, podwójnymi lub potrójnymi wiązaniami jest kowalencyjny; a nawet bardziej, gdy są to struktury typu łańcuchowego, występujące w węglowodorach i polimerach.
Jeśli w tych łańcuchach nie ma ładunków jonowych, jak w polimerze teflonowym, mówi się, że są to czyste związki kowalencyjne (w sensie chemicznym, a nie kompozycyjnym).
Ponieważ wiązania kowalencyjne są siłami kierunkowymi, zawsze ostatecznie definiują dyskretną strukturę, a nie układ trójwymiarowy (jak ma to miejsce w przypadku struktur i sieci krystalicznych). Po związkach kowalencyjnych lub o dowolnej innej strukturze można oczekiwać cząsteczek małych, średnich, pierścieniowych, sześciennych..
Na przykład małe cząsteczki obejmują gazy, wodę i inne związki, takie jak: I.dwa, Brdwa, P.4, S8 (o strukturze korony), Asdwa, oraz polimery silikonowe i węglowe.
Każdy z nich ma własną strukturę, niezależną od powiązań sąsiadów. Aby to podkreślić, rozważ alotrop węgla, fulerenu, C.60:
Zwróć uwagę, że ma kształt piłki nożnej. Chociaż kulki mogą ze sobą oddziaływać, to ich wiązania kowalencyjne definiują tę symboliczną strukturę; to znaczy nie ma stopionej sieci krystalicznych kulek, ale oddzielne (lub zagęszczone).
Jednak cząsteczki w prawdziwym życiu nie są same: oddziałują ze sobą, tworząc widoczny gaz, ciecz lub ciało stałe..
Siły międzycząsteczkowe, które utrzymują razem poszczególne cząsteczki, są silnie zależne od ich struktury..
Niepolarne związki kowalencyjne (takie jak gazy) oddziałują za pośrednictwem pewnych rodzajów sił (dyspersja lub London), podczas gdy polarne związki kowalencyjne (takie jak woda) oddziałują z innymi rodzajami sił (dipol-dipol). Wszystkie te interakcje mają jedną wspólną cechę: są kierunkowe, podobnie jak wiązania kowalencyjne.
Na przykład cząsteczki wody oddziałują za pośrednictwem wiązań wodorowych, specjalnego rodzaju sił dipol-dipol. Są one ustawione w taki sposób, że atomy wodoru są skierowane w stronę atomu tlenu sąsiedniej cząsteczki: H.dwaO - H.dwaO. I dlatego te interakcje przedstawiają określony kierunek w przestrzeni.
Ponieważ siły międzycząsteczkowe związków kowalencyjnych są czysto kierunkowe, oznacza to, że ich cząsteczki nie mogą łączyć się tak skutecznie, jak związki jonowe; a wynik, temperatury wrzenia i topnienia, które wydają się być niskie (T.< 300°C).
W konsekwencji związki kowalencyjne w temperaturze pokojowej są zwykle gazowymi, ciekłymi lub miękkimi ciałami stałymi, ponieważ ich wiązania mogą się obracać, nadając cząsteczkom elastyczność..
Rozpuszczalność związków kowalencyjnych będzie zależeć od powinowactwa substancji rozpuszczonej do rozpuszczalnika. Jeśli są niepolarne, będą rozpuszczalne w niepolarnych rozpuszczalnikach, takich jak dichlorometan, chloroform, toluen i tetrahydrofuran (THF); jeśli są polarne, będą rozpuszczalne w rozpuszczalnikach polarnych, takich jak alkohole, woda, lodowaty kwas octowy, amoniak itp..
Jednak poza takim powinowactwem substancja rozpuszczona do rozpuszczalnika istnieje w obu przypadkach stała: cząsteczki kowalencyjne nie zrywają (z pewnymi wyjątkami) wiązań ani nie rozpadają swoich atomów. Na przykład sole niszczą swoją tożsamość chemiczną, gdy się rozpuszczają, oddzielnie rozpuszczając swoje jony..
Będąc neutralnymi, nie zapewniają odpowiedniego ośrodka migracji elektronów, w związku z czym są słabymi przewodnikami elektryczności. Jednak niektóre związki kowalencyjne, takie jak halogenki wodoru (HF, HCl, HBr, HI) dysocjują swoje wiązanie, dając początek jonom (H+: F-, Cl-, Br-...) i przekształcają się w kwasy (węglowodory).
Są również słabymi przewodnikami ciepła. Dzieje się tak, ponieważ siły międzycząsteczkowe i wibracje wiązań pochłaniają część dostarczonego ciepła, zanim jego cząsteczki zwiększą energię..
Związki kowalencyjne, o ile pozwalają na to ich siły międzycząsteczkowe, można układać w taki sposób, aby tworzyć wzór strukturalny; a zatem kryształ kowalencyjny bez ładunków jonowych. Zatem zamiast sieci jonów istnieje sieć cząsteczek lub atomów połączonych kowalencyjnie..
Przykładami takich kryształów są między innymi: cukry, jod, DNA, tlenki krzemionki, diamenty, kwas salicylowy. Z wyjątkiem diamentu te kowalencyjne kryształy mają znacznie niższe temperatury topnienia niż kryształy jonowe; to znaczy sole nieorganiczne i organiczne.
Kryształy te zaprzeczają właściwości, zgodnie z którą kowalencyjne ciała stałe są miękkie..
Jeszcze bez komentarzy