10 rodzajów wiązań chemicznych (wyjaśnione na przykładach)
Wiązania chemiczne to siły, które utrzymują atomy razem do tworzenia cząsteczek. Istnieją trzy rodzaje wiązań między atomami:
- Wiązanie metaliczne.
- Wiązanie jonowe.
- Wiązanie kowalencyjne: niepolarne, polarne, proste, podwójne, potrójne, celownik.
Dzięki tym wiązaniom powstają wszystkie związki występujące w przyrodzie. Istnieją również siły, które spajają cząsteczki, zwane wiązaniami międzycząsteczkowymi, takie jak:
- Wiązania wodorowe lub mostki.
- Siły dipol-dipol.
Następnie wyjaśnimy każdy z tych linków.
| Rodzaje wiązań chemicznych | Charakterystyka | Przykłady | |
|---|---|---|---|
| Metal | Jony metali unoszą się w morzu poruszających się elektronów. | Pierwiastki metaliczne: sód, bar, srebro, żelazo, miedź. | |
| joński | Przenoszenie elektronów z jednego atomu na drugi. | chlorek sodu sodu+Cl- | |
| kowalencyjne | Niepolarny | Podziel elektrony równo między dwa atomy. | Wodór cząsteczkowy H-H lub H2 |
| Polarny | Podziel elektrony nierównomiernie między dwa atomy. | Cząsteczka wody H2LUB | |
| Prosty | Udostępnij parę elektronów. | Cząsteczka chloru Cl2 Cl-Cl | |
| Podwójnie | Podziel dwie pary elektronów. | Cząsteczka tlenu O2 O = O | |
| Potroić | Podziel trzy pary elektronów. | Cząsteczka azotu N≣N lub N2 | |
| Celownik | Tylko jeden z atomów dzieli elektrony. | Wiązanie azotu i boru w związku trifluorek amonu i boru. | |
| Siły międzycząsteczkowe | Most wodorowy | Wodory w jednej cząsteczce są przyciągane do elektroujemnych atomów innej cząsteczki. | Wiązania wodorowe między wodorem w jednej cząsteczce wody a tlenem w innej cząsteczce wody. |
| Dipol-dipol | Cząsteczki z dwoma biegunami elektrycznymi przyciągają przeciwne bieguny innych cząsteczek. | Oddziaływania między cząsteczkami metanalu H2C = O |
Wiązanie metaliczne
Wiązanie metaliczne to siła przyciągania między dodatnimi jonami pierwiastków metalicznych a ujemnymi elektronami swobodnie poruszającymi się między jonami. Atomy metalu są ciasno upakowane, dzięki czemu elektrony mogą poruszać się w sieci atomów.
W metalach elektrony walencyjne są uwalniane z ich pierwotnego atomu i tworzą „morze” elektronów, które unosi się wokół całej metalowej struktury. Powoduje to, że atomy metalu przekształcają się w dodatnio naładowane jony metali, które pakują się razem.
Wiązanie metaliczne powstaje pomiędzy metalicznymi pierwiastkami, takimi jak sód Na, bar Ba, wapń Ca, magnez Mg, złoto Au, srebro Ag i glin Al.
Wiązanie jonowe
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. Elektrony te przechodzą do pierwiastka niemetalicznego i przekształcają się w ujemnie naładowany jon zwany 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:
- chlorek sodu NaCl: pierwiastkiem metalicznym jest sód, który przenosi elektron do chloru, który jest pierwiastkiem niemetalicznym.
- Chlorek Magnezu MgCl2: Magnez Mg przekazuje dwa elektrony dwóm atomom chloru, jak pokazano na poniższym rysunku:
Zobacz też Różnica między kationami a anionami.
Wiązanie kowalencyjne
Wiązanie kowalencyjne tworzy się, gdy dwa niemetaliczne atomy dzielą elektrony. To wiązanie może być kilku typów w zależności od powinowactwa do elektronów atomów i ilości wspólnych elektronów.
Niepolarne wiązanie kowalencyjne
Niepolarne wiązanie kowalencyjne to wiązanie, które tworzy się między dwoma atomami, w którym elektrony są równo podzielone. To wiązanie zwykle występuje w cząsteczkach symetrycznych, to znaczy cząsteczkach składających się z dwóch równych atomów, takich jak cząsteczka wodoru H2 a cząsteczka tlenu O2.
Polarne wiązanie kowalencyjne
Polarne wiązanie kowalencyjne powstaje, gdy dwa atomy mają wspólne elektrony, ale jeden z nich ma większe przyciąganie elektronów. To sprawia, że cząsteczka ma bardziej ujemny „biegun” z większą liczbą elektronów, a przeciwny biegun jest bardziej dodatni.
Cząsteczki o takim rozkładzie lub braku równowagi elektronów są znane jako polarne. Na przykład w fluorowodorze HF istnieje wiązanie kowalencyjne między wodorem a fluorem, ale fluor ma wyższą elektroujemność, więc silniej przyciąga elektrony udostępnione.
Proste wiązanie kowalencyjne
Gdy dwa atomy dzielą dwa elektrony, po jednym z każdego, utworzone wiązanie kowalencyjne nazywa się pojedynczym wiązaniem kowalencyjnym.
Na przykład chlor to atom, który ma siedem elektronów walencyjnych w zewnętrznej powłoce, która może być wypełniona ośmioma elektronami. Chlor może łączyć się z innym chlorem, tworząc cząsteczkę chloru Cl2 który jest znacznie bardziej stabilny niż same chlory.
Podwójne wiązanie kowalencyjne
Podwójne wiązanie kowalencyjne to wiązanie, w którym cztery elektrony (dwie pary) elektronów są wspólne dla dwóch atomów. Na przykład tlen ma w swojej ostatniej powłoce 6 elektronów. Kiedy dwa tleny są połączone, cztery elektrony są dzielone między dwa, co powoduje, że każdy z nich ma 8 elektronów w ostatniej powłoce.
Potrójne wiązanie kowalencyjne
Potrójne wiązanie kowalencyjne powstaje, gdy 6 elektronów (lub trzy pary) są wspólne dla dwóch atomów. Na przykład w cząsteczce cyjanowodoru HCN powstaje potrójne wiązanie między węglem a azotem, jak pokazano na poniższym rysunku:
Wiązanie kowalencyjne koordynacyjne lub celownikowe
Skoordynowane lub celowane wiązanie kowalencyjne to wiązanie, które powstaje, gdy tylko jeden z atomów w wiązaniu dostarcza parę elektronów. Na przykład, gdy reaguje amoniak NH3 z trifluorkiem boru BF3, Azot wiąże się dwoma elektronami bezpośrednio z borem, który nie ma dostępnych elektronów. W ten sposób zarówno azot, jak i bor zostają z 8 elektronami w powłoce walencyjnej.
Zobacz też Związki organiczne i nieorganiczne.
Połączenia międzycząsteczkowe
Cząsteczki łączą się siłami, które umożliwiają tworzenie substancji w stanie ciekłym lub stałym.
Wiązania lub siły dipolowo-dipolowe
Słabe wiązania międzycząsteczkowe mogą powstawać między cząsteczkami polarnymi, gdy bieguny ujemne są przyciągane do biegunów dodatnich i odwrotnie. Na przykład metanal H2C = O jest cząsteczką polarną z częściowym ładunkiem ujemnym tlenu i częściowym ładunkiem dodatnim wodorów. Dodatnia strona jednej cząsteczki metanalu przyciąga negatywną stronę innej cząsteczki metanu.
Wiązania wodorowe lub wiązania
Wiązanie wodorowe lub wiązanie wodorowe to wiązanie utworzone między cząsteczkami. Występuje, gdy wodór w cząsteczce jest kowalencyjnie związany z tlenem, azotem lub fluorem. Tlen, azot i fluor są atomami o wyższej elektroujemności, dlatego silniej przyciągają elektrony, gdy dzielą je z innym mniej elektroujemnym atomem.
Między cząsteczkami wody H. występują wiązania wodorowe2O i amoniak NH3 jak pokazuje zdjęcie:
Możesz być zainteresowany zobaczeniem:
- Atomy i cząsteczki.
- Przykłady związków organicznych i nieorganicznych.
- Metale i niemetale
Bibliografia
Zumdahl, SS, Zumdahl, SA (2014) Chemia. Wydanie dziewiąte. Brooks / Cole. Belmonta.
Commons, C., Commons, P. (2016) Chemia Heinemanna 1. Wydanie piąte. Pearsona w Australii. Melbourne.
