Gondolkoztál már azon, hogy mi tartja össze az univerzumot? Íme egy tipp: ez nem egy ipari méretű tégely kozmikus szuperragasztó. Nem, a dolgok egyben tartásának titka egy vegyi kötési folyamat, amelyet valens kötésnek neveznek – ahol az atomok külső héjában lévő elektronok egymáshoz kötődnek, és molekulákat alkotnak. A kovalens kötések a világegyetem legerősebb kötései közé tartoznak.
A kovalens kötések atyja – Irving Langmuir
A kémiai tudomány világát 1919-ben ismertették meg a kovalencia elvével. Irving Langmuir jövőbeli Nobel-díjas kémikus alkotta meg a kifejezést az atomok legkülső héjában vagy vegyértékében lévő elektronok által létrehozott molekuláris kötések leírására. A „kovalens kötés” kifejezést először 1939-ben használták.
Irving Langmuir amerikai kémikus a New York állambeli Brooklynban született 1881. január 31-én Charles Langmuir és Sadie Comings négy fia közül a harmadikként. Langmuir 1903-ban szerzett kohászmérnöki diplomát a Columbia Egyetem Bányászati Intézetében, és megszerezte a M. A. és a Ph.D. fokozatot. 1906-ban kémiából. A felületkémiai munkásságát 1932-ben kémiai Nobel-díjjal jutalmazták.
Atomok és molekulák – Valóban számítanak?
Egyszerűen fogalmazva, atomok nélkül az univerzum nem létezne. Ennek az az oka, hogy az atomok az anyag alapvető építőkövei. Mit jelent pontosan az anyag? A fizikai és kémiai tudományokban az „anyagot” úgy határozzák meg, mint ami helyet foglal el és nyugalmi tömeggel rendelkezik, különösen az energiától eltérően. Tehát univerzális dióhéjban: az „anyag” minden.
Az atomok három alapvető szubatomi részecskéből állnak: protonokból, neutronokból és elektronokból. A protonok olyan szubatomi részecskék, amelyek pozitív elektromos töltést tartanak fenn. A neutronok olyan szubatomi részecskék, amelyek nem rendelkeznek sem pozitív, sem negatív elektromos töltéssel, azaz semlegesek. A protonok és a neutronok együtt alkotják az atommagot. Az elektronok, a végső szubatomi részecsketípus, negatív elektromos töltést tartanak fenn, és felhőként keringenek az atommag körül.
Akkor mik is azok a molekulák? A molekulák nem többek vagy kevesebbek, mint az atomok, amelyek eléggé vonzódnak más atomokhoz ahhoz, hogy kötést hozzanak létre. Valencia kötés.
Molekuláris kötés – A vegyértékű kötések típusai
Amikor az atomok egymáshoz kötődve molekulákat képeznek, a folyamat néhány különböző módon mehet végbe. Az atomok kötődésének fő módját kovalensnek nevezik. A kovalens kifejezés arra a tényre utal, hogy a kötés magában foglalja egy vagy több elektronpár megosztását. Vannak más módok is arra, hogy az atomok vegyértékű kötéseket képezzenek, többek között:
r tenisz patakok
- Ionos kötések vagy kötések akkor keletkezik, amikor egy atom egy vagy több elektront ad át egy másik atomnak.
- Fémes kötések, a vegyszer típusa kötés amely összetartja a fémek atomjait. A fémes kötések a vegyértékelektronok és a fématomok közötti kényszerű vonzás.
Kovalens molekuláris kötések – elemek kontra vegyületek
Amikor az atomok közötti vegyértékű vonzalom fellép, molekuláris kötéseket vagy anyagokat hoznak létre, amelyek vagy vegyületek vagy elemek. Bár a molekuláris vegyületek és molekuláris elemek kovalens kötés eredményeként fordulnak elő, fontos különbség is van a kettő között.
A különbség egy vegyület molekulája és egy elem molekulája között az, hogy egy elem molekulájában az összes atom azonos. Például egy vízmolekulában (egy vegyületben) egy oxigénatom és két hidrogénatom van. De egy oxigénmolekulában (egy elemben) mindkét atom oxigén.
Példák kovalens kötést tartalmazó vegyületekre
Számos példa van kovalens kötést hordozó vegyületekre, ideértve a légkörünkben lévő gázokat, a közönséges tüzelőanyagokat és a legtöbb vegyületet a testünkben. Íme három példa.
Metán molekula (CH4)
A szén elektronikus konfigurációja 2,4. Még 4 elektronra van szüksége a külső héjában, hogy olyan legyen, mint a nemesgáz neon. Ehhez egy szénatom négy elektronon osztozik a négy hidrogénatom egyetlen elektronjával. A metán molekula négy C-H egyszeres kötést tartalmaz.
Vízmolekula (H2O)
Egy oxigénatom két hidrogénatommal csatlakozik. A vízmolekulában két O-H egyszeres kötés van.
Szén-dioxid (CO2)
Egy szénatom két oxigénatommal csatlakozik. A szén-dioxid molekula két C=O kötést tartalmaz.
mi az a kifejezés, hogy oximoronok
Példák kovalens kötéselemekre
Ha az atomokhoz hasonlóan kovalens molekuláris kötések jönnek létre, az eredmény kovalens elemek. A periódusos rendszerben található nemfém kovalens elemek a következők:
hogyan kell letakarni a lakásszőnyeget
- hidrogén
- szén
- nitrogén
- foszfor
- oxigén
- kén és szelén.
Ezenkívül az összes halogén elem, beleértve:
- fluor
- klór
- bróm
- A jód és az asztatin mind kovalens nemfém elemek.
Poláris és nem poláris kovalens kötések
Az ionos kötésekkel ellentétben kovalens kötések gyakran képződnek atomok között, ahol az egyik atom nem tud könnyen nemesgáz elektronhéj konfigurációt elérni egy vagy két elektron elvesztésével vagy felerősödésével. ... Ezért a kovalensen kötő atomok megosztják egymással elektronjaikat, hogy kiegészítsék vegyértékhéjukat.
Minél nagyobb az elektronegativitás-különbség, annál ionosabb a kötés. A részben ionos kötések poláris kovalens kötések. Nem poláris kovalens kötések, a kötéselektronok egyenlő megosztásával, akkor jönnek létre, ha a két atom elektronegativitása egyenlő.
Példák poláris kovalens kötésekre
Poláris kovalens kötésben az atomok által megosztott elektronok átlagosan több időt töltenek közelebb az oxigénmaghoz, mint a hidrogénatomhoz. Ennek oka a molekula geometriája, valamint a hidrogénatom és az oxigénatom közötti nagy elektronegativitás-különbség.
A vízmolekula, rövidítve H2O, egy példa a poláris kovalens kötésre. Az elektronok egyenlőtlenül oszlanak meg, az oxigénatom több időt tölt az elektronokkal, mint a hidrogénatom. Mivel az elektronok több időt töltenek az oxigénatommal, részleges negatív töltést hordoz.
Példák a nem poláris kovalens kötésekre
A nem poláris molekulák kisebb valószínűséggel tudnak vízben oldódni. A nem poláris anyag az, amelyik nem rendelkezik dipólussal, ami azt jelenti, hogy molekulaszerkezetében az elektronok egyenletes eloszlása van. Ilyenek például a szén-dioxid, a növényi olajok és a kőolajtermékek.
A nempoláris kovalens kötésre példa a két hidrogénatom közötti kötés, mivel egyenlően osztoznak az elektronokon. A nempoláris kovalens kötés másik példája a két klóratom közötti kötés, mivel ezek is egyenlően osztoznak az elektronokon.
Kovalens kötések – Hét dolog, amit emlékezni kell
Íme néhány kulcsfontosságú kivonat, amelyek segítenek emlékezni arra, amit a kovalens kötésekről most tanultál:
- A vegyérték és a kovalens kötések összekapcsolják az atomokat, és molekulákat alkotnak.
- Az atomok három fő módon kapcsolódhatnak: kovalens kötések, ionos kötések és fémes kötések.
- A kovalens kötés kifejezés a vegyületekben egy vagy több elektronpár megosztásából származó kötéseket írja le.
- Az ionos kötések, ahol az elektronok atomok között cserélődnek át, akkor jönnek létre, amikor a külső héjukban csak néhány elektront tartalmazó atomok adják át az elektronokat olyan atomoknak, amelyeknek a külső héjából csak néhány hiányzik.
- A fémes kötésekben hatalmas számú atom veszíti el elektronjait. A „szabad” elektronok és a pozitív atommagok közötti vonzás tartja össze őket egy rácsban.
- Az elektront elvesztő atom pozitív töltésű lesz; az elektront nyerő atom negatív töltésű lesz, így a két atomot az ellentétek elektromos vonzása vonja össze.
- Mivel negatív töltésűek, a megosztott elektronok egyenlő mértékben húzódnak mindkét érintett atom pozitív magjához. Az atomokat az egyes atommagok és a közös elektronok közötti vonzás tartja össze.