Selitämme, mitä kovalenttinen sidos on ja joitain sen ominaisuuksia. Myös kovalenttisten sidosten tyypit ja esimerkit.
Mikä on kovalenttinen sidos?
Erään sidoksen tyyppiä kutsutaan kovalenttiseksi Kemiallinen sidos mitä tapahtuu kun kaksi atomeja on linkitetty lomakkeeseen a molekyyli, jakaminen elektroneja joka kuuluu sen valenssikuoreen tai viimeiseen energiatasoon, saavuttaen siten tunnetun "vakaan oktetin" Gilbert Newton Lewisin atomien elektronista stabiilisuutta koskevan "oktettisäännön" mukaisesti.
"oktettisääntö”Sen sanoo ioneja sisällä sijaitsevista kemiallisista alkuaineista Jaksollinen järjestelmä, joilla on taipumus täydentää viimeiset energiatasot 8 elektronilla, ja tämä elektroninen konfiguraatio antaa heille suuren vakauden, joka on hyvin samanlainen kuin elektronien. jalokaasut.
Kovalenttisesti sitoutuneet atomit jakavat yhden tai useamman elektroniparin viimeiseltä energiatasoltaan. Sitä kutsutaan molekyylirata avaruuden alueelle, jossa elektronitiheys sijaitsee molekyylissä.
Tämä elektronitiheys voidaan määrittää ja laskea käyttämällä erittäin monimutkaisia matemaattisia yhtälöitä, jotka kuvaavat elektronien käyttäytymistä molekyyleissä. Toisaalta on myös atomikiertoradat, jotka määritellään avaruuden alueeksi, joka edustaa todennäköisyyttä löytää elektroni atomiytimen ympäriltä. Siten, kun useita atomiorbitaaleja yhdistetään, syntyy molekyylikiertoradat.
Kovalenttiset sidokset muodostuvat jakamalla elektroneja sitoutuvien atomien välillä, ja ne eroavat toisistaan ioniset sidokset jossa jälkimmäisessä tapahtuu elektronien siirto ionisidoksessa mukana olevien atomien välillä (elektroneja ei jaeta).
Ionisidoksen muodostumista varten atomi siirtää yhden tai useamman elektronin toiselle atomille, ja sidos muodostuu sähköstaattisesta vuorovaikutuksesta molempien sähköisesti varautuneiden atomien välillä, koska kun elektronien siirto tapahtuu, atomi (se, joka antoi elektroneja ) jätettiin positiivinen varaus (kationi) ja toinen atomi (joka hyväksyi elektroneja) jätettiin negatiiviseen varaukseen (anioniin).
Toisaalta kovalenttinen sidos muodostuu atomien välille, joilla ei ole suurta elektronegatiivisuuseroa. Tämä sidos voi muodostua ei-metallisten atomien tai metalliatomien ja vedyn välille. Ionisidos muodostuu atomien ionien välille, joilla on suuri elektronegatiivisuusero, ja se muodostuu yleensä atomien ionien välille. metallisia elementtejä ja atomien ionit ei-metalliset elementit.
On tärkeää selventää, ettei ole olemassa ehdottoman kovalenttista sidosta tai absoluuttisesti ionista sidosta. Itse asiassa ionisidosta pidetään usein kovalenttisen sidoksen "yliarvioimisena".
Kovalenttiset sidostyypit
On olemassa seuraavan tyyppisiä kovalenttisia sidoksia, jotka perustuvat sitoutuneiden atomien jakamien elektronien lukumäärään:
- Yksinkertainen. Sidotut atomit jakavat yhden elektroniparin viimeisestä elektronikuorestaan (kukin yksi elektroni). Sitä edustaa viiva molekyyliyhdisteessä. Esimerkiksi: H-H (vety-vety), H-Cl (vety-kloori).
- Kaksinkertainen. Sidotut atomit tuovat kukin kaksi elektronia viimeisestä energiakuorestaan muodostaen kahden elektroniparin sidoksen. Sitä edustaa kaksi yhdensuuntaista viivaa, yksi yläpuolella ja toinen alapuolella, samankaltainen kuin matemaattinen tasa-arvon merkki. Esimerkiksi: O = O (happi-happi), O = C = O (happi-hiili-happi).
- Kolminkertaistaa. Tämä sidos muodostuu kolmesta elektroniparista, toisin sanoen jokainen atomi antaa 3 elektronia viimeisestä energiakerroksestaan. Sitä edustaa kolme yhdensuuntaista viivaa, joista yksi on yläpuolella, yksi keskellä ja yksi alapuolella. Esimerkiksi: N≡N (typpi-typpi).
- Datiivi. Kovalenttisen sidoksen tyyppi, jossa vain toinen kahdesta sitoutuneesta atomista muodostaa kaksi elektronia ja toinen ei kuitenkaan yhtään. Sitä edustaa nuoli molekyyliyhdisteessä. Esimerkiksi ammoniumioni:
Toisaalta sen mukaan, onko polariteetti olemassa vai ei (joiden molekyylien ominaisuus erottaa sähkövaraukset rakenteessa), on mahdollista erottaa polaariset kovalenttiset sidokset (jotka muodostavat polaarisia molekyylejä) ja ei-polaariset kovalenttiset sidokset (jotka muodostavat polaariset molekyylit). polaarinen):
- Polaariset kovalenttiset sidokset. Erilaisia atomeja elementtejä ja elektronegatiivisuuserolla yli 0,5. Siten molekyylillä on negatiivinen varaustiheys elektronegatiivisimmassa atomissa, koska tämä atomi houkuttelee sidoksen elektroneja suuremmalla voimalla, kun taas positiivinen varaustiheys säilyy vähemmän elektronegatiivisessa atomissa. Varaustiheysten erottelu synnyttää sähkömagneettisia dipoleja.
- Ei-polaariset kovalenttiset sidokset. Saman alkuaineen atomit ovat sitoutuneet tai eri alkuaineista, mutta niillä on samanlaiset elektronegatiivisuudet, elektronegatiivisuuden erolla alle 0,4. Molemmat ytimet vetivät elektronipilveä puoleensa yhtä voimakkaasti, eikä molekyylidipolia muodostu.
Esimerkkejä kovalenttisesta sidoksesta
Yksinkertaisia esimerkkejä kovalenttisesta sidoksesta ovat ne, joita esiintyy seuraavissa molekyyleissä:
- Puhdas happi (O2). O = O (yksi kaksoissidos)
- Puhdas vety (H2). H-H (yksi linkki)
- Hiilidioksidi (CO2). O = C = O (kaksi kaksoissidosta)
- Vesi (H2O). H-O-H (kaksi yksittäistä sidosta)
- Kloorivetyhappo (HCl). H-Cl (yksi sidos)
- Puhdas typpi (N2). N≡N (kolmoissidos)
- Syaanivetyhappo (HCN). H-C≡N (yksi yksinkertainen ja yksi kolmoissidos)