Co to jest wiązanie kowalencyjne?
Wiązanie kowalencyjne to siła, która łączy dwa atomy pierwiastków niemetalicznych w cząsteczkę. Podstawową rzeczą w tym połączeniu jest fakt, że atomy dzielą pary elektronów z ich najbardziej powierzchownej warstwy (zwanej warstwą walencyjną), aby osiągnąć stabilność cząsteczki utworzonej z wiązaniem.
Tendencja pierwiastków do osiągnięcia stabilnej konfiguracji jest znana jako reguła oktetu i ma zasadnicze znaczenie dla tworzenia wiązań kowalencyjnych i innych rodzajów wiązań chemicznych (takich jak jonowe).
W zależności od zdolności atomów do przyciągania elektronów, wiązania kowalencyjne mogą być polarne lub niepolarne. Mogą być również pojedyncze, podwójne lub potrójne, w zależności od liczby wspólnych elektronów.
Charakterystyka wiązań kowalencyjnych
- Wiązania kowalencyjne są bardziej stabilne, gdy są niepolarne, to znaczy, gdy elektroujemność atomów jest podobna.
- Powstają tylko między pierwiastkami niemetalicznymi (tlen (O), wodór (H), azot (N) itp.
- Elektrony są zawsze dzielone parami, w wiązaniach pojedynczych, podwójnych (cztery elektrony) lub potrójnych (sześć elektronów).
Rodzaje wiązań kowalencyjnych
Wiązania kowalencyjne są klasyfikowane na podstawie elektroujemności atomów wiązania i liczby dzielonych między nimi elektronów.
Polarne wiązanie kowalencyjne
Cząsteczka składa się z więcej niż jednego atomu. Gdy istnieje atom, który przyciąga elektrony z większą intensywnością, w tej części cząsteczki powstaje większa koncentracja elektronów. Zjawisko to nazywa się polaryzacją.
Część cząsteczki, w której skupione są elektrony, ma częściowy ładunek ujemny, podczas gdy drugi obszar cząsteczki ma częściowy ładunek dodatni.
Z tego powodu ten rodzaj wiązania nazywa się „polarnym”, ponieważ występuje nierównomierna polaryzacja lub rozkład elektronów tworzących cząsteczkę.
W cząsteczce wody (H2O), atom tlenu jest tym, który ma najwyższą polaryzację, dlatego przyciąga elektrony z wodoru.
Niepolarne wiązanie kowalencyjne
Występuje, gdy pary elektronów są dzielone między atomy, które mają taką samą lub bardzo podobną elektroujemność. Sprzyja to równomiernemu rozmieszczeniu elektronów.
Cząsteczka wodoru (H), składająca się z dwóch atomów wodoru, jest przykładem niepolarnego wiązania kowalencyjnego.
Dative lub koordynacyjne wiązanie kowalencyjne
Ten rodzaj wiązania otrzymuje tę nazwę, ponieważ tylko jeden z atomów w wiązaniu dostarcza swoich elektronów. Ten atom nazywa się celownikiem, a atom, do którego trafiają elektrony, nazywa się atomem receptora. Graficznie jest oznaczony strzałką.
W cząsteczce jonu wodorowego lub jonu hydroniowego (H3O) ⁺, tlen wnosi parę elektronów do jonu wodorowego (protonu).
Proste wiązanie kowalencyjne
Występuje, gdy każdy atom dzieli elektron, aby uzupełnić parę elektronów w wiązaniu.
Cząsteczka chloru (Cl2) powstaje, gdy atomy dzielą jeden elektron z 8 elektronami w ich powłoce walencyjnej.
Podwójne wiązanie kowalencyjne
Wiązania podwójne są generowane, gdy dwie pary elektronów są dzielone między dwa atomy, co daje w sumie cztery wspólne elektrony.
Przykładem jest dwutlenek węgla (CO2), którego atomy tlenu dzielą jedną parę elektronów z atomem węgla.
Potrójne wiązanie kowalencyjne
Gdy atomy dzielą sześć elektronów (trzy pary), generowane jest wiązanie potrójne.
Przykładem jest cząsteczka azotu (N2), którego atomy dzielą trzy pary elektronów.
Reguła oktetu w wiązaniach kowalencyjnych
Reguła oktetu jest znana jako tendencja obserwowana w niektórych elementach układu okresowego do osiągnięcia stabilnej konfiguracji.
W rzeczywistości najbardziej stabilnymi atomami w układzie okresowym są gazy szlachetne, takie jak argon (Ar) lub neon (Ne), które mają 8 elektronów w powłoce walencyjnej.
Inne atomy próbują osiągnąć stabilność gazu szlachetnego, reagując z innymi atomami, z którymi mogą dzielić elektrony do 8.
Przykładem jest cząsteczka chloru (Cl), która składa się z dwóch atomów. Każdy z nich ma 7 elektronów, więc każdy atom ma wspólny elektron, dzięki czemu drugi może osiągnąć 8 elektronów.
Reguła oktetu ma wyjątki, ponieważ molekuły berylu (Be) i boru (B) nie są spełnione.
Znaczenie reguły oktetu polega na tym, że znając tendencję atomów do struktury, można przewidzieć, jak będą się zachowywać w połączeniu z innymi pierwiastkami.
Ta zasada została odkryta przez fizykochemika Gilberta Newtona Lewisa w 1916 roku.
Możesz być zainteresowany przeczytaniem:
- Wiązanie jonowe
- Elektron
- Orbital atomowy
- Układ okresowy pierwiastków
- Związki organiczne
