Alai

Wiązanie chemiczne jest zjawiskiem fizycznym i interakcji substancji chemicznych, które są trzymane razem przez przyciąganie atomów do siebie.

Ten związek atomów pomaga w tworzeniu cząsteczek, jonów, kryształów, itp. poprzez dzielenie się, jak również wymianę elektronów – lub sił elektrostatycznych.

Istnieją różne rodzaje wiązań chemicznych, w tym wiązania kowalencyjne, wiązania jonowe, wiązania metaliczne, wiązania wodorowe, itp. Wiązania kowalencyjne i jonowe są głównymi przypadkami wiązań chemicznych.

Wiązania kowalencyjne

Jest to również nazywane wiązaniem molekularnym, wzajemne udostępnianie jednej lub więcej par elektronów pomiędzy dwoma atomami. Te pary elektronów, które uczestniczą w wiązaniu są znane jako wspólne pary lub pary wiązania, a wspólne elektrony znajdujące się w przestrzeni między dwoma jądrami nazywane są elektrony wiązania i stabilnej równowagi sił przyciągających i odpychających między atomami, gdy dzielą się elektronami, jest znany jako wiązanie kowalencyjne.

Natura interakcji między atomami zależy od ich względnej elektronegatywności (zdolność atomu do przyciągania atomu lub pary wiązania). Gdy różnica pomiędzy elektronegatywnością dwóch atomów jest zbyt mała, aby mogło dojść do przeniesienia elektronu w celu utworzenia jonów powstaje wiązanie kowalencyjne. Atomy te mają bardzo wysoką energię jonizacji.

Atomy dzielą się elektronami, aby uzyskać konfigurację oktetu w ich powłoce walencyjnej. Zwykle zawiera energię około ~80 kilokalorii na mol (kcal/mol). Wiązania kowalencyjne rzadko łamią się spontanicznie po jego utworzeniu.

Wiązanie kowalencyjne utworzone między dwoma niemetalami lub między dwoma z tych samych (lub podobnych) elementów. Wiązania kowalencyjne w cząsteczkach są bardzo silne, a oddziaływania kowalencyjne są bardzo kierunkowe i zależą od nakładania się orbitali.

Właściwości wiązania kowalencyjnego

Związek kowalencyjny zawiera następujące właściwości:

• W stanie fizycznym mogą istnieć jako ciała stałe, ciecze lub gazy.
• Cząsteczki wiązań kowalencyjnych mają określone kształty.
• Nie są twarde zazwyczaj są miękkie i woskowe z natury. Wynika to z obecności chmury elektronów pomiędzy każdą warstwą atomów węgla.
• Są one łatwo rozpuszczalne w rozpuszczalnikach niepolarnych i nierozpuszczalne w rozpuszczalnikach polarnych.
• Związki zawierające wiązania kowalencyjne są nieprzewodnikami ładunku elektrycznego lub mają bardzo niską przewodność z powodu braku naładowanych jonów lub wolnych elektronów. Ale grafit jest dobrym przewodnikiem, ponieważ tam widzimy chmurę elektronów.
• Są one złymi przewodnikami ciepła. Ich cząsteczki brakuje wolnych elektronów i to utrudnia przepływ energii cieplnej.
• Są one bardzo niskie lub nonmalleable lub non-ductile. Mniejsze związki kowalencyjne ze słabymi wiązaniami są często miękkie i plastyczne
• Związki kowalencyjne mają niskie temperatury wrzenia. Może to być przypisane do ich słabej siły przyciągania między różnych atomów bonded.

Przykłady

HCl, H2O, PCl5 itp są przykłady wiązań kowalencyjnych.

Typy wiązań kowalencyjnych

Istnieją następujące rodzaje wiązań kowalencyjnych w oparciu o elektronegatywności, która odgrywa istotną rolę w określaniu różnych typów wiązań kowalencyjnych.

1. Polarne wiązanie kowalencyjne
2. Niepolarne wiązanie kowalencyjne

Polarne wiązanie kowalencyjne

Powstaje między dwoma atomami niemetalu o różnej elektroujemności i dzielą się swoimi elektronami (nierówne dzielenie się elektronami) w wiązaniu kowalencyjnym. Tworzy się między dwoma różnymi atomami.

W nim część gęstości elektronowej pary elektronów wiążących jest bliżej jednego z jąder związanych, tworząc częściowo dodatnie i ujemne centra atomowe z wielkością transferu ładunku. Zależy to od względnych elektronegatywności obu atomów. Chmura elektronów przesunie się do tego atomu, który ma wysoką electronegativity.

Te związki mogą istnieć jako ciała stałe ze względu na większą siłę oddziaływań i mają wysokie temperatury topnienia i wrzenia. Są one rozpuszczalne w związkach polarnych, takich jak woda.

Przykład: Przykładem wiązania kowalencyjnego polarnego są:

• Wiązania między wodorem a innymi pierwiastkami, takimi jak tlen (H2 O).
• Wiązania między wodorem a innymi atomami, takimi jak Cl (HCl)i F (HF)

Wiązanie kowalencyjne niepolarne

Powstaje między dwoma takimi samymi atomami mającymi taką samą elektroujemność i dzielą się swoimi równymi elektronami w związku kowalencyjnym. Różnica w elektronegatywności jest najczęściej pomijalne w niepolarnych wiązań kowalencyjnych.

Istnieją w postaci gazu, ale rzadko w postaci ciekłej i są bardzo miękkie w przyrodzie. Mają niskie temperatury wrzenia i topnienia i rozpuszczalne w rozpuszczalnikach niepolarnych.

Przykłady:

H2, N2, O2, Cl2 itp. są przykładem niepolarnych wiązań kowalencyjnych

Inne rodzaje wiązań kowalencyjnych

Istnieją różne inne rodzaje wiązań kowalencyjnych w oparciu o liczbę wspólnych elektronów sparowanych.

• Pojedyncze wiązanie kowalencyjne
• Podwójne wiązanie kowalencyjne
• Trójkrotne wiązanie kowalencyjne

Pojedyncze wiązanie kowalencyjne

W pojedynczym wiązaniu kowalencyjnym tylko jedna para elektronów jest dzielona między dwa atomy. Jest to reprezentowane przez jedną kreskę (-). Jest to słabsze wiązanie w porównaniu do podwójnego i potrójnego wiązania. Ma mniejszą gęstość. Jest to najbardziej stabilne wiązanie

Przykład: Wiązanie między wodorem a wodorem (H-H) jest przykładem pojedynczego wiązania kowalencyjnego. Innym przykładem wiązania kowalencyjnego jest F2, HCl itp.

Podwójne wiązanie kowalencyjne

Kiedy dwie pary elektronów są dzielone między dwoma atomami, utworzone wiązanie nazywane jest podwójnym wiązaniem. Jest on reprezentowany przez jedną kreskę (=). Jest on utworzony przez jeden Pi wiązania i jeden sigma wiązania. Jest to silne wiązanie w porównaniu do pojedynczego, ale jest to mniej stabilne wiązanie.

Przykład: Wiązanie pomiędzy dwoma atomami tlenu (O=O) jest przykładem podwójnego wiązania kowalencyjnego. Inne przykłady to CO2, C2H4, aceton, ozon, etc.

Potrójne wiązanie kowalencyjne

W potrójnym wiązaniu kowalencyjnym, trzy pary elektronów są dzielone między dwa atomy. Jest to najmniej stabilny niż ogólne rodzaje wiązań kowalencyjnych. Jest on reprezentowany przez trzy kreski (≡).

Przykład: N≡N jest przykładem wiązania kowalencyjnego potrójnego.

Wiązania jonowe

Wiązanie jonowe nazywane jest również wiązaniem kowalencyjnym elektronowym, powstaje w wyniku całkowitego przeniesienia części elektronów (z najbardziej zewnętrznych orbitali) z jednego atomu na drugi. Przeniesienie elektronu powoduje powstanie jonów ujemnych zwanych anionami (atom zyskujący jeden lub więcej elektronów) i jonów dodatnich zwanych kationami (atom tracący jeden lub więcej elektronów).

Jony te przyciągają się wzajemnie. Powstają w wyniku elektrostatycznego przyciągania się pierwiastków o przeciwnych ładunkach elektrycznych. Tworzą się między atomami o dużych różnicach w elektroujemności. W tworzeniu wiązania jonowego, poprzez zyskiwanie lub utratę elektronów z atomów uzyskuje się oktet. W tym wiązaniu, jony są ułożone w trójwymiarowej tablicy, lub kryształy i dysocjują na jony w roztworze.

Jest to wspólna cecha związków nieorganicznych i sole cząsteczek organicznych. Wiązania jonowe zależą od promienia atomu, im większy promień, tym większe prawdopodobieństwo, że związek będzie miał wiązanie jonowe. Najczęściej tworzy się między atomem metalu i niemetalu.

Właściwości wiązań jonowych

Istnieją następujące właściwości wiązania jonowego.

• Istnieją w stanie stałym.
• Wiązania jonowe są twarde ze względu na krystaliczną naturę, a także mają wysokie temperatury topnienia i wrzenia.
• Ten typ wiązania ma wysoką energię wiązania niż wiązania metaliczne.
• Są one nieciągliwe i niedukcyjne.
• W porównaniu do innych obligacji, to jest uważane za nie dobry przewodnik elektryczności, ale w stanie stopionym może przewodzić prąd ze względu na obecność jonów, które działają jako nośniki ładunku.
• Wiązanie jonowe zdysocjowane do jonu, jak te rozpuszczalne w wodzie.
• To wiązanie jest uważane za najsilniejsze wiązanie niż inne i jest bardzo kruchy.

Przykład: Poniżej przedstawiono kilka przykładów wiązań jonowych

KCl (Chlorek potasu)), CsF (Fluorek cezu), BeS (Siarczek berylu), NaCl (Chlorek sodu) etc.

Wiązanie metaliczne

Jest to rodzaj wiązania chemicznego, które utrzymuje atomy razem wśród metali i dzieli wolne elektrony wśród siatki kationów. Jak to miało miejsce w metalach lub stopach tzw. wiązanie metaliczne. Różni się ono od wiązania kowalencyjnego tym, że energia jonizacji dla elektronów zajmujących zewnętrzne orbitale pierwiastków metalicznych jest znacznie mniejsza.

Gdy hybrydyzacja jest nieobecna s-orbital (umożliwiający nakładanie się do 12 dalszych s-orbitali otaczających atomów) prowadzi do powstania wiązania „metalicznego” (niekierunkowego), natomiast d-orbital prowadzi do powstania wiązania „kowalencyjnego” (kierunkowego).

Różne czynniki wpływają na siłę wiązania metalicznego obejmują całkowitą liczbę zdelokalizowanych elektronów, wielkość ładunku dodatniego posiadanego przez kation metalu, promień jonowy kationu.

• Przykłady: Stopy są tworzone poprzez wiązanie metaliczne. Przykładem stopu są mosiądz (Cu i Zn) i stal (C i Fe) Inne przykłady wiązania metalicznego Żelazo, Kobalt, wapń i magnez, srebro, złoto itp.

Właściwości wiązań metalicznych

Poniżej podano właściwości związków zawierających wiązania metaliczne

• Wiązania metaliczne są zwykle w stanie stałym.
• Są one zazwyczaj twarde w przyrodzie i nie mają określonego kształtu.
• Jeśli widzimy jego rozpuszczalność w rozpuszczalnikach niepolarnych i polarnych są nierozpuszczalne
• Większość metali są doskonałymi przewodnikami elektrycznymi, ponieważ elektrony w morzu elektronowym są wolne do poruszania się i przenoszenia ładunku.
• Wiązania metaliczne są ciągliwe i plastyczne z wysokimi temperaturami topnienia i wrzenia, jak również niską lotnością.

Główna różnica między jonowym, kowalencyjnym i metalicznym

Wiązanie kowalencyjne	Wiązanie jonowe	Wiązanie metaliczne
Dzielenie się elektronami między dwoma elektronów pomiędzy dwoma atomami	Całkowite przeniesienie elektronów	Wymiana elektronów pomiędzy metalami w sieci
Występuje wśród metali niemetali	Występuje wśród metali i niemetali	Występuje wśród metali
Wiązanie silniejsze niż wiązanie metaliczne	Wiązanie najsilniejsze	Wiązanie słabsze niż inne wiązanie
Występuje w stanie stałym, cieczy i gazie	Wychodzą jako ciało stałe	Wychodzą w stanie stałym
Wiązanie jest kierunkowe	Wiązanie jest niekierunkowe	Wiązanie jest niekierunkowe
Elektronegatywność dla kowalencyjnych polarnych wynosi 0.5-1,7 a dla kowalencyjnego niepolarnego wynosi ˂ 0,5.	˃ 0,7 jest elektronegatywnością	Elektronegatywność nie jest wymagana.

.