Wiązania chemiczne to siły, które trzymają razem atomy tworząc cząsteczki. Istnieją trzy rodzaje wiązań między atomami:
Dzięki tym wiązaniom powstają wszystkie związki, które istnieją w przyrodzie. Istnieją również siły, które trzymają cząsteczki razem, znane jako wiązania międzycząsteczkowe, takie jak:
Następnie wyjaśniamy każdy z tych linków.
| Rodzaje wiązań chemicznych | Charakterystyka | Przykłady | |
|---|---|---|---|
| Metal | Jony metali unoszą się w morzu poruszających się elektronów. | Elementy metaliczne: sód, bar, srebro, żelazo, miedź. | |
| joński | Przeniesienie elektronów z jednego atomu na drugi. | Chlorek sodu Na+Cl- | |
| Kowalencyjne | Niepolarny | Podziel elektrony równo między dwoma atomami. | Wodór cząsteczkowy H-H lub H.dwa |
| Polarny | Nierównomierne dzielenie elektronów między dwoma atomami. | Cząsteczka wody H.dwaLUB | |
| Prosty | Udostępnij parę elektronów. | Cząsteczka chloru Cldwa Cl-Cl | |
| Podwójnie | Podziel dwie pary elektronów. | Cząsteczka tlenu Odwa O = O | |
| Potroić | Podziel trzy pary elektronów. | Cząsteczka azotu N≣N lub Ndwa | |
| Celownik | Tylko jeden z atomów dzieli elektrony. | Wiązanie azotu i boru w związku trifluorku amoniaku i boru. | |
| Siły międzycząsteczkowe | Most wodorowy | Wodory jednej cząsteczki są przyciągane do elektroujemnych atomów innej cząsteczki. | Wiązania wodoru między wodorem jednej cząsteczki wody a tlenem innej cząsteczki wody. |
| Dipol-dipol | Cząsteczki z dwoma biegunami elektrycznymi przyciągają przeciwne bieguny innych cząsteczek. | Interakcje między cząsteczkami metanalu H.dwaC = O | |
Wiązanie metaliczne to siła przyciągania między dodatnimi jonami pierwiastków metalicznych a ujemnymi elektronami, które swobodnie poruszają się między jonami. Atomy metali są ciasno upakowane, co pozwala elektronom poruszać się w sieci atomów.
W metalach elektrony walencyjne są uwalniane z ich pierwotnego atomu i tworzą „morze” elektronów, które unoszą się wokół całej struktury metalu. Powoduje to, że atomy metalu przekształcają się w dodatnio naładowane jony metali, które się zbierają..
Wiązanie metaliczne tworzy się między pierwiastkami metalicznymi, takimi jak sód Na, bar Ba, wapń Ca, magnez Mg, złoto Au, srebro Ag i aluminium Al.
Wiązanie jonowe to siła, która łączy pierwiastek metaliczny, taki jak sód lub magnez, z pierwiastkiem niemetalicznym, takim jak chlor lub siarka. Metal traci elektrony i przekształca się w dodatni jon metalu zwany kation. Te elektrony przechodzą do niemetalicznego pierwiastka i przekształca się w ujemnie naładowany jon tzw anion.
Kationy i aniony łączą się i tworzą trójwymiarową sieć utrzymywaną przez siły przyciągania elektrostatycznego między jonami o różnych ładunkach. Siły te tworzą związki jonowe.
Skorupa ziemska składa się głównie ze związków jonowych. Większość skał, minerałów i kamieni szlachetnych to związki jonowe. Na przykład:
Zobacz także Różnica między kationami i anionami.
Wiązanie kowalencyjne tworzy się, gdy dwa niemetaliczne atomy mają wspólne elektrony. Wiązanie to może mieć kilka typów w zależności od powinowactwa do elektronów atomów i liczby wspólnych elektronów.
Niepolarne wiązanie kowalencyjne to wiązanie, które tworzy się między dwoma atomami, w których elektrony są równo podzielone. To wiązanie zwykle występuje w cząsteczkach symetrycznych, to znaczy cząsteczkach złożonych z dwóch równych atomów, takich jak cząsteczka wodoru Hdwa i cząsteczkę tlenu Odwa.
Polarne wiązanie kowalencyjne powstaje, gdy dwa atomy mają wspólne elektrony, ale jeden z nich jest bardziej przyciągany przez elektrony. To sprawia, że cząsteczka ma bardziej ujemny „biegun” z większą liczbą elektronów, a biegun przeciwny jest bardziej dodatni..
Cząsteczki o takim rozkładzie lub braku równowagi elektronów są znane jako polarne. Na przykład we fluorowodorze HF istnieje wiązanie kowalencyjne między wodorem i fluorem, ale fluor ma wyższą elektroujemność, więc silniej przyciąga wspólne elektrony..
Kiedy dwa atomy mają wspólne dwa elektrony, po jednym z każdego, utworzone wiązanie kowalencyjne nazywa się prostym wiązaniem kowalencyjnym.
Na przykład chlor jest atomem, który ma siedem elektronów walencyjnych w swojej zewnętrznej powłoce, która może być wypełniona ośmioma elektronami. Chlor może łączyć się z innym chlorem, tworząc cząsteczkę chloru Cldwa który jest znacznie bardziej stabilny niż same chlorki.
Podwójne wiązanie kowalencyjne to wiązanie, w którym cztery elektrony (dwie pary) elektronów znajdują się między dwoma atomami. Na przykład tlen ma 6 elektronów w swojej ostatniej powłoce. Kiedy łączą się dwa tlenki, cztery elektrony są dzielone między nimi, co powoduje, że każdy ma 8 elektronów w ostatniej powłoce..
Potrójne wiązanie kowalencyjne powstaje, gdy 6 elektronów (lub trzy pary) jest podzielonych między dwa atomy. Na przykład w cząsteczce cyjanowodoru HCN powstaje potrójne wiązanie między węglem a azotem, jak pokazano na poniższym rysunku:
Skoordynowane lub celowe wiązanie kowalencyjne to wiązanie, które tworzy się, gdy tylko jeden z atomów w wiązaniu dostarcza parę elektronów. Na przykład, gdy reaguje amoniak NH3 z trifluorkiem boru BF3, Azot wiąże się z dwoma elektronami bezpośrednio z borem, w którym nie ma dostępnych elektronów. W ten sposób zarówno azot, jak i bor pozostają z 8 elektronami w powłoce walencyjnej..
Zobacz także związki organiczne i nieorganiczne.
Cząsteczki łączą się za pomocą sił, które umożliwiają tworzenie substancji w stanie ciekłym lub stałym.
Słabe wiązania międzycząsteczkowe można ustanowić między cząsteczkami polarnymi, gdy bieguny ujemne są przyciągane do biegunów dodatnich i odwrotnie. Na przykład metanal H.dwaC = O jest cząsteczką polarną, z częściowym ładunkiem ujemnym tlenu i dodatnim ładunkiem wodoru. Pozytywna strona jednej cząsteczki metanalu przyciąga ujemną stronę innej cząsteczki metanalu.
Wiązanie wodorowe lub wiązanie wodorowe to wiązanie, które tworzy się między cząsteczkami. Występuje, gdy wodór w cząsteczce jest kowalencyjnie związany z tlenem, azotem lub fluorem. Tlen, azot i fluor to atomy o większej elektroujemności, dlatego silniej przyciągają elektrony, gdy dzielą je z innym mniej elektroujemnym atomem..
Między cząsteczkami wody H występują wiązania wodorowedwaAmoniak O i NH3 jak na rysunku:
Możesz być zainteresowany zobaczeniem:
Zumdahl, S.S., Zumdahl, S.A. (2014) Chemia. Dziewiąte wydanie. Brooks / Cole. Belmont.
Commons, C., Commons, P. (2016) Heinemann Chemistry 1. Wydanie 5. Pearson Australia. Melbourne.
Jeszcze bez komentarzy