Ar kada susimąstėte, kas verčia visatą sulipti? Štai užuomina: tai ne pramoninio dydžio indelis kosminių super klijų. Ne, daiktų laikymo kartu paslaptis yra cheminio ryšio procesas, žinomas kaip valentinis ryšys – kai išoriniuose atomų apvalkaluose esantys elektronai jungiasi vienas su kitu, sudarydami molekules. Kovalentiniai ryšiai yra vieni iš galingiausių ryšių visatoje.
Kovalentinių ryšių tėvas – Irvingas Langmuiras
Chemijos mokslo pasaulis buvo supažindintas su kovalentiškumo principu 1919 m. Būsimasis Nobelio premijos laureatas chemikas Irvingas Langmuiras sukūrė terminą, apibūdinantį molekulines jungtis, kurias sudaro elektronai atokiausiame atomų apvalkale arba valente. Terminas „kovalentinis ryšys“ pirmą kartą buvo pradėtas vartoti 1939 m.
Amerikiečių chemikas Irvingas Langmuiras gimė Brukline, Niujorke, 1881 m. sausio 31 d., būdamas trečias iš keturių Charleso Langmuiro ir Sadie Comings sūnų. Langmuiras 1903 m. baigė metalurgijos inžinieriaus specialybę Kolumbijos universiteto Kasyklų mokykloje ir įgijo magistro bei daktaro laipsnius. chemijoje 1906 m. Jo darbas paviršių chemijos srityje bus apdovanotas Nobelio chemijos premija, 1932 m.
Atomai ir molekulės – ar jie tikrai svarbūs?
Paprasčiau tariant, be atomų visata neegzistuotų. Taip yra todėl, kad atomai yra pagrindiniai materijos blokai. Ką tiksliai reiškia materija? Fiziniuose ir chemijos moksluose „medžiaga“ apibrėžiama kaip ta, kuri užima erdvę ir turi ramybės masę, ypač skiriasi nuo energijos. Taigi, trumpai tariant, „materija“ yra viskas.
Atomai susideda iš trijų pagrindinių subatominių dalelių: protonų, neutronų ir elektronų. Protonai yra subatominės dalelės, palaikančios teigiamą elektros krūvį. Neutronai yra subatominės dalelės, kurios neturi nei teigiamo, nei neigiamo elektros krūvio, t.y. neutralios. Protonai ir neutronai susijungia ir sudaro atomo branduolį. Elektronai, galutinis subatominių dalelių tipas, palaiko neigiamą elektros krūvį ir skrieja aplink atomo branduolį kaip debesis.
Taigi, kas yra molekulės? Molekulės yra ne daugiau ar mažiau nei atomai, kuriuos pakankamai traukia kiti atomai, kad susidarytų ryšys. Valentinis ryšys.
Molekulinis sujungimas – Valentinių ryšių tipai
Kai atomai jungiasi vienas su kitu, sudarydami molekules, procesas gali vykti keliais skirtingais būdais. Pagrindinis būdas, kuriuo atomai susijungs, yra žinomas kaip kovalentinis. Terminas kovalentinis reiškia faktą, kad ryšys apima vienos ar kelių elektronų porų pasidalijimą. Taip pat yra ir kitų būdų, kaip atomai gali sudaryti valentinius ryšius, įskaitant:
Kevinas Hartas naujas
- Joninės jungtys arba jungtys susidaro, kai vienas atomas atiduoda vieną ar daugiau elektronų kitam atomui.
- Metalinės jungtys, cheminės medžiagos rūšis surišimas kuris laiko metalų atomus kartu. Metaliniai ryšiai yra priverstinė trauka tarp valentinių elektronų ir metalo atomų.
Kovalentiniai molekuliniai ryšiai – elementai prieš junginius
Kadangi tarp atomų atsiranda valentinių traukų, jie sudaro molekulinius ryšius arba medžiagas, kurios yra junginiai arba elementai. Nors molekuliniai junginiai ir molekuliniai elementai atsiranda dėl kovalentinio ryšio, tarp jų taip pat yra svarbus skirtumas.
Skirtumas tarp junginio molekulės ir elemento molekulės yra tas, kad elemento molekulėje visi atomai yra vienodi. Pavyzdžiui, vandens (junginio) molekulėje yra vienas deguonies atomas ir du vandenilio atomai. Tačiau deguonies molekulėje (elemente) abu atomai yra deguonis.
Kovalentinio ryšio junginių pavyzdžiai
Yra daug junginių, turinčių kovalentines jungtis, pavyzdžių, įskaitant mūsų atmosferoje esančias dujas, įprastą kurą ir daugumą mūsų organizme esančių junginių. Štai trys pavyzdžiai.
Metano molekulė (CH4)
Anglies elektroninė konfigūracija yra 2,4. Jo išoriniame apvalkale reikia dar 4 elektronų, kad jis būtų panašus į tauriųjų dujų neoną. Norėdami tai padaryti, vienas anglies atomas dalijasi keturiais elektronais su atskirais elektronais iš keturių vandenilio atomų. Metano molekulė turi keturias viengubas C-H jungtis.
Vandens molekulė (H2O)
Vienas deguonies atomas jungiasi su dviem vandenilio atomais. Vandens molekulė turi dvi OH viengubas jungtis.
Anglies dioksidas (CO2)
Vienas anglies atomas jungiasi su dviem deguonies atomais. Anglies dioksido molekulė turi dvi C=O jungtis.
666 555 reikšmė
Kovalentinio ryšio elementų pavyzdžiai
Kai kaip atomai sudaro kovalentinius molekulinius ryšius, gaunami kovalentiniai elementai. Periodinėje lentelėje rasti nemetaliniai kovalentiniai elementai:
pinterest Helovino nagai
- vandenilis
- anglies
- azoto
- fosforo
- deguonies
- siera ir selenas.
Be to, visi halogeniniai elementai, įskaitant:
- fluoras
- chloro
- bromas
- jodas ir astatas yra kovalentiniai nemetaliniai elementai.
Poliniai ir nepoliniai kovalentiniai ryšiai
Skirtingai nei joniniai ryšiai, kovalentiniai ryšiai dažnai susidaro tarp atomų, kai vienas iš atomų negali lengvai pasiekti tauriųjų dujų elektronų apvalkalo konfigūracijos, praradęs arba padidinęs vieną ar du elektronus. ... Todėl kovalentiškai besijungiantys atomai dalijasi savo elektronais, kad užbaigtų savo valentinį apvalkalą.
Kuo didesnis elektronegatyvumo skirtumas, tuo ryšys joniškesnis. Ryšiai, kurie yra iš dalies joniniai, yra poliniai kovalentiniai ryšiai. Nepoliniai kovalentiniai ryšiai, vienodai pasiskirstę jungties elektronus, atsiranda tada, kai dviejų atomų elektronegatyvumas yra lygus.
Poliarinių kovalentinių ryšių pavyzdžiai
Esant poliniam kovalentiniam ryšiui, elektronai, kuriuos dalijasi atomai, vidutiniškai praleidžia daugiau laiko, arčiau deguonies branduolio nei vandenilio branduolio. Taip yra dėl molekulės geometrijos ir didelio elektronegatyvumo skirtumo tarp vandenilio atomo ir deguonies atomo.
Vandens molekulė, sutrumpintai vadinama H2O, yra polinės kovalentinės jungties pavyzdys. Elektronai pasiskirsto nevienodai, o deguonies atomas su elektronais praleidžia daugiau laiko nei vandenilio atomai. Kadangi elektronai daugiau laiko praleidžia su deguonies atomu, jis turi dalinį neigiamą krūvį.
Nepoliarinių kovalentinių jungčių pavyzdžiai
Nepolinės molekulės gali mažiau ištirpti vandenyje. Nepolinė medžiaga yra medžiaga be dipolio, o tai reiškia, kad jos molekulinėje struktūroje elektronai pasiskirsto tolygiai. Pavyzdžiui, anglies dioksidas, augalinis aliejus ir naftos produktai.
Nepolinio kovalentinio ryšio pavyzdys yra ryšys tarp dviejų vandenilio atomų, nes jie vienodai dalijasi elektronais. Kitas nepolinio kovalentinio ryšio pavyzdys yra ryšys tarp dviejų chloro atomų, nes jie taip pat vienodai dalijasi elektronais.
Kovalentiniai ryšiai – septyni dalykai, kuriuos reikia atsiminti
Štai keletas pagrindinių dalykų, padėsiančių prisiminti, ką ką tik sužinojote apie kovalentinius ryšius:
- Valentinės ir kovalentinės jungtys sujungia atomus, kad sudarytų molekules.
- Atomai gali jungtis trimis pagrindiniais būdais: kovalentiniais ryšiais, joniniais ryšiais ir metaliniais ryšiais.
- Terminas kovalentinis ryšys apibūdina ryšius junginiuose, atsirandančius pasidalijus vienai ar kelioms elektronų poroms.
- Joninės jungtys, kai elektronai pereina tarp atomų, atsiranda, kai atomai, kurių išoriniame apvalkale yra vos keli elektronai, perduoda elektronus atomams, kurių išoriniame apvalkale trūksta vos kelių.
- Metaliniuose ryšiuose daugybė atomų praranda savo elektronus. Jie yra laikomi kartu grotelėje dėl „laisvųjų“ elektronų ir teigiamų branduolių traukos.
- Atomas, prarandantis elektroną, tampa teigiamai įkrautas; atomas, įgyjantis elektroną, tampa neigiamai įkrautas, todėl du atomai sutraukiami dėl priešingų elektrinių traukų.
- Kadangi jie yra neigiamai įkrauti, bendri elektronai vienodai traukiami į teigiamą abiejų dalyvaujančių atomų branduolį. Atomus laiko kartu trauka tarp kiekvieno branduolio ir bendrų elektronų.