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Eine chemische Bindung ist das physikalische Phänomen und die Interaktion chemischer Substanzen, die durch die Anziehung der Atome zueinander zusammengehalten werden.

Diese Verbindung von Atomen hilft bei der Bildung von Molekülen, Ionen, Kristallen usw. durch die gemeinsame Nutzung und den Austausch von Elektronen – oder elektrostatische Kräfte.

Es gibt verschiedene Arten von chemischen Bindungen, darunter kovalente Bindungen, Ionenbindungen, metallische Bindungen, Wasserstoffbindungen usw. Kovalente und ionische Bindungen sind die wichtigsten Fälle von chemischen Bindungen.

Kovalente Bindungen

Sie werden auch als molekulare Bindungen bezeichnet, bei denen ein oder mehrere Elektronenpaare zwischen zwei Atomen ausgetauscht werden. Diese Elektronenpaare, die an der Bindung beteiligt sind, werden als geteilte Paare oder Bindungspaare bezeichnet, und geteilte Elektronen, die sich im Raum zwischen den beiden Kernen befinden, werden als Bindungselektronen bezeichnet, und das stabile Gleichgewicht zwischen anziehenden und abstoßenden Kräften zwischen Atomen, wenn sie Elektronen teilen, wird als kovalente Bindung bezeichnet.

Die Art der Wechselwirkung zwischen den Atomen hängt von ihrer relativen Elektronegativität ab (der Fähigkeit eines Atoms, das Atom oder das Bindungspaar anzuziehen). Wenn der Unterschied zwischen den Elektronegativitäten zweier Atome zu gering ist, um eine Elektronenübertragung zur Bildung von Ionen zu ermöglichen, entsteht eine kovalente Bindung. Diese Atome haben eine sehr hohe Ionisierungsenergie.

Die Atome teilen ihre Elektronen, um die Oktettkonfiguration in ihrer Valenzschale zu erhalten. Sie enthält normalerweise eine Energie von ca. 80 Kilokalorien pro Mol (kcal/mol). Kovalente Bindungen brechen nach ihrer Entstehung selten spontan auf.

Eine kovalente Bindung wird zwischen zwei Nichtmetallen oder zwischen zwei gleichen (oder ähnlichen) Elementen gebildet. Die kovalenten Bindungen innerhalb der Moleküle sind sehr stark und die kovalenten Wechselwirkungen sind stark gerichtet und hängen von der Überlappung der Orbitale ab.

Eigenschaften kovalenter Bindungen

Kovalente Verbindungen haben folgende Eigenschaften:

• Im physikalischen Zustand können sie als Festkörper, Flüssigkeiten oder Gase vorliegen.
• Kovalente Bindungsmoleküle haben eine bestimmte Form.
• Sie sind nicht hart, sondern von Natur aus weich und wachsartig. Das liegt an der Anwesenheit einer Elektronenwolke zwischen jeder Schicht von Kohlenstoffatomen.
• Sie sind leicht löslich in unpolaren Lösungsmitteln und unlöslich in polaren Lösungsmitteln.
• Die Verbindungen, die kovalente Bindungen enthalten, sind keine Leiter elektrischer Ladung oder haben eine sehr geringe Leitfähigkeit, weil es keine geladenen Ionen oder freien Elektronen gibt. Der Graphit ist jedoch ein guter Leiter, da er eine Elektronenwolke aufweist.
• Sie sind schlechte Wärmeleiter. Ihren Molekülen fehlen freie Elektronen und das behindert den Fluss der Wärmeenergie.
• Sie sind sehr niedrig oder nicht verformbar oder nicht duktil. Kleinere kovalente Verbindungen mit schwachen Bindungen sind häufig weich und verformbar
• Kovalente Verbindungen haben niedrige Siedepunkte. Dies kann auf die schwache Anziehungskraft zwischen den verschiedenen gebundenen Atomen zurückgeführt werden.

Beispiele

HCl, H2O, PCl5 usw. sind Beispiele für kovalente Bindungen.

Arten von kovalenten Bindungen

Es gibt folgende Arten von kovalenten Bindungen, die auf der Elektronegativität basieren, die eine wichtige Rolle bei der Bestimmung der verschiedenen Arten von kovalenten Bindungen spielt.

1. Polare kovalente Bindung
2. Nicht polare kovalente Bindung

Polare kovalente Bindung

Sie wird zwischen zwei Nichtmetallatomen mit unterschiedlichen Elektronegativitäten gebildet, die ihre Elektronen in einer kovalenten Bindung teilen (ungleiche Aufteilung der Elektronen). Sie wird zwischen zwei verschiedenen Atomen gebildet.

Ein Teil der Elektronendichte des bindenden Elektronenpaares liegt dabei näher an einem der gebundenen Kerne, wodurch teilweise positive und negative Atomzentren mit dem Ausmaß der Ladungsübertragung entstehen. Dies hängt von den relativen Elektronegativitäten der beiden Atome ab. Die Elektronenwolke verschiebt sich zu dem Atom mit der höheren Elektronegativität.

Diese Verbindungen können aufgrund der größeren Wechselwirkungskraft als Festkörper existieren und haben hohe Schmelz- und Siedepunkte. Sie sind in polaren Verbindungen wie Wasser löslich.

Beispiel: Beispiele für polar-kovalente Bindungen sind:

• Bindungen zwischen Wasserstoff und anderen Elementen wie Sauerstoff (H2 O).
• Bindung zwischen Wasserstoff und anderen Atomen wie Cl (HCl)und F (HF)

Nichtpolare kovalente Bindung

Sie wird zwischen zwei gleichen Atomen mit gleicher Elektronegativität gebildet, die ihre gleichen Elektronen in einer kovalenten Verbindung teilen. Der Unterschied in der Elektronegativität ist bei unpolaren kovalenten Bindungen meist vernachlässigbar.

Sie existieren in Gasform, aber selten in flüssiger Form und sind in der Natur sehr weich. Sie haben niedrige Siede- und Schmelzpunkte und sind in unpolaren Lösungsmitteln löslich.

Beispiele:

H2, N2, O2, Cl2 usw. sind Beispiele für unpolare kovalente Bindungen

Andere Arten von kovalenten Bindungen

Es gibt verschiedene andere Arten von kovalenten Bindungen, die auf der Anzahl der geteilten Elektronenpaare basieren.

• Einfache kovalente Bindung
• Doppelte kovalente Bindung
• Dreifache kovalente Bindung

Einfache kovalente Bindung

Bei der einfachen kovalenten Bindung wird nur ein Elektronenpaar zwischen zwei Atomen geteilt. Sie wird durch einen Strich (-) dargestellt. Es handelt sich um eine schwächere Bindung als die Doppel- und Dreifachbindung. Sie hat eine geringere Dichte. Sie ist die stabilste Bindung

Beispiel: Die Bindung zwischen Wasserstoff und Wasserstoff (H-H) ist ein Beispiel für eine einfache kovalente Bindung. Andere Beispiele für kovalente Bindungen sind F2, HCl usw.

Doppelt kovalente Bindung

Wenn zwei Elektronenpaare zwischen den beiden Atomen geteilt werden, wird die Bindung als Doppelbindung bezeichnet. Sie wird durch einen Bindestrich (=) dargestellt. Sie wird durch eine Pi-Bindung und eine Sigma-Bindung gebildet. Es ist eine starke Bindung im Vergleich zu einer Einfachbindung, aber sie ist weniger stabil.

Beispiel: Die Bindung zwischen zwei Sauerstoffatomen (O=O) ist ein Beispiel für eine kovalente Doppelbindung. Andere Beispiele sind CO2, C2H4, Aceton, Ozon usw.

Dreifachkovalente Bindung

Bei einer dreifachkovalenten Bindung werden drei Elektronenpaare zwischen zwei Atomen geteilt. Sie ist die am wenigsten stabile unter den allgemeinen Arten von kovalenten Bindungen. Sie wird durch drei Striche (≡) dargestellt.

Beispiel: N≡N ist ein Beispiel für eine dreifache kovalente Bindung.

Ionische Bindungen

Eine ionische Bindung wird auch als kovalente Elektronenbindung bezeichnet und entsteht durch die vollständige Übertragung einiger Elektronen (aus dem äußersten Orbital) von einem Atom auf ein anderes. Bei der Elektronenübertragung entstehen negative Ionen, die Anionen genannt werden (das Atom, das ein oder mehrere Elektronen gewinnt), und positive Ionen, die Kationen genannt werden (das Atom, das ein oder mehrere Elektronen verliert).

Diese Ionen ziehen sich gegenseitig an. Sie entstehen durch die elektrostatische Anziehung von Elementen mit entgegengesetzten elektrischen Ladungen. Sie bilden sich zwischen Atomen mit großen Unterschieden in der Elektronegativität. Bei der Bildung der Ionenbindung wird durch die Aufnahme oder Abgabe von Elektronen aus den Atomen das Oktett erreicht. Bei dieser Bindung sind die Ionen in einer dreidimensionalen Anordnung oder in Kristallen angeordnet und dissoziieren in Lösung in Ionen.

Sie ist ein gemeinsames Merkmal der anorganischen Verbindungen und der Salze organischer Moleküle. Ionische Bindungen hängen vom Radius des Atoms ab; je größer der Radius, desto wahrscheinlicher ist es, dass die Verbindung eine ionische Bindung aufweist. Sie wird meist zwischen einem Metall- und einem Nichtmetallatom gebildet.

Eigenschaften von Ionenbindungen

Es gibt folgende Eigenschaften von Ionenbindungen.

• Sie existieren im festen Zustand.
• Ionische Bindungen sind aufgrund ihrer kristallinen Natur hart und haben hohe Schmelz- und Siedepunkte.
• Diese Art der Bindung hat eine höhere Bindungsenergie als die metallische Bindung.
• Sie sind nicht verformbar und nicht duktil.
• Im Vergleich zu anderen Bindungen gilt diese als kein guter elektrischer Leiter, aber im geschmolzenen Zustand kann sie aufgrund der Anwesenheit von Ionen, die als Ladungsträger fungieren, Elektrizität leiten.
• Ionische Bindungen dissoziieren in ein Ion, da diese in Wasser löslich sind.
• Diese Bindung gilt als die stärkste Bindung im Vergleich zu anderen und ist sehr spröde.

Beispiel: Nachfolgend einige Beispiele für Ionenbindungen

KCl (Kaliumchlorid)), CsF (Cäsiumfluorid), BeS (Berylliumsulfid), NaCl (Natriumchlorid) usw.

Metallische Bindung

Es handelt sich um eine chemische Bindung, bei der die Atome zwischen den Metallen zusammengehalten werden und die freien Elektronen auf das Gitter der Kationen verteilt werden. So wie sie in Metallen oder Legierungen vorkommt, nennt man sie metallische Bindung. Sie unterscheidet sich von der kovalenten Bindung, weil die Ionisierungsenergie für Elektronen, die die äußeren Orbitale der metallischen Elemente besetzen, viel kleiner ist.

Wenn die Hybridisierung fehlt, führt das s-Orbital (das eine Überlappung mit bis zu 12 weiteren s-Orbitalen der umgebenden Atome erlaubt) zur Bildung einer „metallischen“ Bindung (ungerichtet), während das d-Orbital zur Bildung einer „kovalenten“ Bindung (gerichtet) führt.

Die Stärke einer metallischen Bindung wird von verschiedenen Faktoren beeinflusst, darunter die Gesamtzahl der delokalisierten Elektronen, die Größe der positiven Ladung des Metallkations und der Ionenradius des Kations.

• Beispiele: Legierungen werden durch metallische Bindungen gebildet. Beispiele für Legierungen sind Messing (Cu und Zn) und Stahl (C und Fe). Andere Beispiele für metallische Bindungen sind Eisen, Kobalt, Kalzium und Magnesium, Silber, Gold usw.

Eigenschaften metallischer Bindungen

Nachfolgend die Eigenschaften von Verbindungen, die metallische Bindungen enthalten

• Metallische Bindungen befinden sich normalerweise im festen Zustand.
• Sie sind in der Regel von Natur aus hart und haben keine bestimmte Form.
• Wenn wir ihre Löslichkeit in unpolaren und polaren Lösungsmitteln sehen, sind sie unlöslich
• Die meisten Metalle sind ausgezeichnete elektrische Leiter, weil sich die Elektronen im Elektronenmeer frei bewegen und die Ladung tragen können.
• Metallische Bindungen sind verformbar und dehnbar mit hohen Schmelz- und Siedepunkten sowie geringer Flüchtigkeit.

Hauptunterschied zwischen ionischer, kovalenter und metallischer Bindung

Kovalente Bindung	Ionische Bindung	Metallische Bindung
Teilung von Elektronen zwischen zwei Atomen	Vollständiger Elektronentransfer	Teilung von Elektronen zwischen Metallgittern
Vorhanden bei NichtMetallen	Vorhanden zwischen Metallen und Nichtmetallen	Vorhanden zwischen den Metallen
Starke Bindung als metallische Bindung	Starke Bindung als andere Bindung	Schwache Bindung
Vorhanden im festen, flüssigem und gasförmigem Zustand	Austritt als Festkörper	Austritt im festen Zustand
Bindung ist gerichtet	Bindung ist ungerichtet	Bindung ist ungerichtet
Elektronegativität für polare kovalente ist 0.5-1.7 und für unpolare Kovalente ˂ 0.5.	˃ 0.7 ist Elektronegativität	Elektronegativität nicht erforderlich.