Ορισμός χημικών δεσμών, χαρακτηριστικά, πώς σχηματίζονται, τύποι

Το χημικό δεσμό είναι η δύναμη που κατορθώνει να κρατήσει τα άτομα που συνθέτουν την ύλη μαζί. Κάθε τύπος ύλης έχει έναν χαρακτηριστικό χημικό δεσμό, ο οποίος συνίσταται στη συμμετοχή ενός ή περισσότερων ηλεκτρονίων. Έτσι, οι δυνάμεις που ενώνουν άτομα σε αέρια είναι διαφορετικές, για παράδειγμα, από μέταλλα.

Όλα τα στοιχεία του περιοδικού πίνακα (με εξαίρεση το ήλιο και τα ελαφρά ευγενή αέρια) μπορούν να σχηματίσουν χημικούς δεσμούς μεταξύ τους. Ωστόσο, η φύση αυτών τροποποιείται ανάλογα με τα στοιχεία που προέρχονται από τα ηλεκτρόνια που τα σχηματίζουν. Μια ουσιώδης παράμετρος για να εξηγηθεί ο τύπος των συνδέσεων είναι η ηλεκτραρνητικότητα.

Η διαφορά ηλεκτραρνητικότητα (.DELTA.E) μεταξύ δύο ατόμων ορίζεται όχι μόνο τον τύπο του χημικού δεσμού, αλλά επίσης και τις φυσικοχημικές ιδιότητες της ένωσης. Τα άλατα χαρακτηρίζονται από ιονικούς δεσμούς (υψηλή ΔΕ) και πολλές από τις οργανικές ενώσεις, όπως η βιταμίνη Β₁₂ (κορυφή εικόνας), ομοιοπολικοί δεσμοί (χαμηλός ΔΕ).

Στην άνω μοριακή δομή, κάθε μια από τις γραμμές αντιπροσωπεύει έναν ομοιοπολικό δεσμό. Οι σφήνες υποδεικνύουν ότι ο σύνδεσμος εξέρχεται από το επίπεδο (προς τον αναγνώστη), και εκείνους που υπογραμμίζονται από το επίπεδο (μακριά από τον αναγνώστη). Σημειώστε ότι υπάρχουν διπλοί δεσμοί (=) και ένα άτομο κοβαλτίου συντονισμένη με πέντε άτομα αζώτου και μία πλευρική αλυσίδα R.

Αλλά γιατί σχηματίζονται τέτοιοι χημικοί δεσμοί; Η απάντηση έγκειται στην ενεργειακή σταθερότητα των συμμετεχόντων ατόμων και ηλεκτρονίων. Αυτή η σταθερότητα πρέπει να εξισορροπεί τις ηλεκτροστατικές αντιδράσεις που υφίστανται μεταξύ των ηλεκτρονικών σύννεφων και των πυρήνων και η έλξη που ασκείται από έναν πυρήνα στα ηλεκτρόνια του γειτονικού ατόμου.

Ευρετήριο

• 1 Ορισμός του χημικού δεσμού
• 2 Χαρακτηριστικά
• 3 Πώς σχηματίζονται
  • 3.1 Ομοπυρηνικές Ενώσεις Α-Α
  • 3.2 Ετεροπυρηνικές ενώσεις Α-Β
• 4 Τύποι
  • 4.1 - Ομοιογενής σύνδεσμος
  • 4.2 - Ιωνική σύνδεση
  • 4.3 Μεταλλική ζεύξη
• 5 Παραδείγματα
• 6 Σημασία του χημικού δεσμού
• 7 Αναφορές

Ορισμός του χημικού δεσμού

Πολλοί συγγραφείς έχουν δώσει ορισμούς του χημικού δεσμού. Από αυτά το πιο σημαντικό ήταν το φυσικοχημικές G. Ν Lewis, ο οποίος ορίζεται το χημικό δεσμό, όπως συνεπάγεται ζεύγος ηλεκτρονίων μεταξύ δύο ατόμων. Εάν άτομα · Α · Β και μπορεί να παρέχει μια ενιαία ηλεκτρόνιο, τότε σχηματίζουν συμπεριλαμβανομένων απλό δεσμό Α: Β ή Α-Β.

Πριν από το σχηματισμό του συνδέσμου, τόσο το Α όσο και το Β χωρίζονται από μια απροσδιόριστη απόσταση, αλλά όταν συνδέονται υπάρχει τώρα μια δύναμη που τα συγκρατεί μαζί στη διατομική ένωση ΑΒ και μια απόσταση (ή μήκος) του συνδέσμου.

Χαρακτηριστικά

Ποια χαρακτηριστικά έχει αυτή η δύναμη που κρατά μαζί τα άτομα; Αυτά εξαρτώνται περισσότερο από το είδος της σύνδεσης μεταξύ Α και Β σε σχέση με τις ηλεκτρονικές δομές τους. Για παράδειγμα, η σύνδεση Α-Β είναι κατευθυντική. Τι εννοείς; Ότι η δύναμη που ασκείται από την ένωση του ζεύγους ηλεκτρονίων μπορεί να αναπαρασταθεί σε έναν άξονα (σαν να ήταν ένας κύλινδρος).

Ομοίως, αυτός ο σύνδεσμος απαιτεί ενέργεια για να σπάσει. Αυτή η ποσότητα ενέργειας μπορεί να εκφράζεται σε μονάδες kJ / mol ή cal / mol. Μόλις εφαρμοστεί αρκετή ενέργεια στην ένωση ΑΒ (για παράδειγμα με θερμότητα), θα διαχωριστεί στα αρχικά άτομα Α και Β.

Όσο πιο σταθερή είναι η σύνδεση, τόσο μεγαλύτερη είναι η ποσότητα ενέργειας που χρειάζεται για να διαχωριστούν τα ενωμένα άτομα.

Από την άλλη πλευρά, εάν ο δεσμός στην ένωση ΑΒ ήταν ιοντικός, Α⁺Β^-, τότε θα ήταν μια μη κατευθυντική δύναμη. Γιατί; Επειδή A⁺ ασκεί μια ελκυστική δύναμη στο Β^- (και αντίστροφα) που εξαρτάται περισσότερο από την απόσταση που χωρίζει και τα δύο ιόντα στο διάστημα από ότι σε μια σχετική θέση τους.

Αυτό το πεδίο έλξης και απόρριψης συγκεντρώνει άλλα ιόντα για να σχηματίσουν αυτό που είναι γνωστό ως κρυσταλλικό πλέγμα (επάνω εικόνα: κατιόν Α⁺ περιβάλλεται από τέσσερα ανιόντα Β^-, και αυτά τα τέσσερα κατιόντα Α⁺ και ούτω καθεξής).

Πώς σχηματίζονται

Ομοπυρηνικές ενώσεις Α-Α

Για ένα ζεύγος ηλεκτρονίων για να σχηματίσουν έναν δεσμό υπάρχουν πολλές πτυχές που πρέπει να εξεταστούν πρώτα. Οι πυρήνες, για να πούμε εκείνοι του Α, έχουν πρωτόνια και επομένως είναι θετικοί. Όταν δύο άτομα του Α βρίσκονται πολύ μακριά το ένα από το άλλο, δηλαδή, σε μεγάλη πυρηνική απόσταση (κορυφαία εικόνα), δεν έχουν έλξη.

Καθώς πλησιάζουν τα δύο άτομα του Α, οι πυρήνες τους προσελκύουν το ηλεκτρονικό σύννεφο του γειτονικού ατόμου (τον πορφυρό κύκλο). Αυτή είναι η ελκυστική δύναμη (Α πάνω από τον γειτονικό μοβ κύκλο). Ωστόσο, οι δύο πυρήνες του Α αποκρίνονται θετικά και αυτή η δύναμη αυξάνει τη δυναμική ενέργεια του δεσμού (κάθετος άξονας).

Υπάρχει μια πυρηνική απόσταση στην οποία η δυνητική ενέργεια φθάνει στο ελάχιστο. δηλαδή, τόσο η ελκυστική δύναμη όσο και η απωστική δύναμη είναι ισορροπημένες (τα δύο άτομα του Α στο κάτω μέρος της εικόνας).

Εάν αυτή η απόσταση μειωθεί μετά από αυτό το σημείο, ο σύνδεσμος θα προκαλέσει την απότομη απόρριψη των δύο πυρήνων, αποσταθεροποιώντας την ένωση Α-Α.

Έτσι, για να σχηματιστεί η σύνδεση πρέπει να υπάρχει μια επαρκώς ενεργειακή πυρηνική απόσταση. και επιπλέον, τα ατομικά τροχιακά πρέπει να επικαλύπτονται σωστά έτσι ώστε να συνδέονται τα ηλεκτρόνια.

Ετεροπυρηνικές ενώσεις Α-Β

Τι γίνεται αν αντί δύο ατόμων του Α ενώνουμε ένα από το Α και άλλο από το Β; Σε αυτή την περίπτωση το πάνω γράφημα θα αλλάξει επειδή ένα από τα άτομα θα έχει περισσότερα πρωτόνια από το άλλο και τα ηλεκτρονικά σύννεφα θα έχουν διαφορετικά μεγέθη.

Σχηματίζοντας τον σύνδεσμο Α-Β προς τα δεξιά internuclear απόσταση, το ζεύγος ηλεκτρονίων θα βρεθεί κυρίως στην περιοχή της πιο ηλεκτραρνητικό άτομο. Αυτό συμβαίνει με όλα τα ετεροπυρηνική χημικές ενώσεις, οι οποίες αποτελούν τη συντριπτική πλειοψηφία των γνωστών (και γνωστών).

Αν και δεν αναφέρονται σε βάθος, υπάρχουν πολλές μεταβλητές που επηρεάζουν άμεσα τον τρόπο με τον οποίο προσεγγίζουν τα άτομα και σχηματίζονται χημικοί δεσμοί. μερικά είναι θερμοδυναμικά (είναι η αντίδραση αυθόρμητη;), ηλεκτρονικά (πόσο γεμάτα ή κενά είναι τα τροχιακά των ατόμων) και άλλες κινητικές.

Τύποι

Οι σύνδεσμοι παρουσιάζουν μια σειρά χαρακτηριστικών που τα διακρίνουν μεταξύ τους. Αρκετοί από αυτούς μπορούν να πλαισιωθούν σε τρεις βασικές ταξινομήσεις: ομοιοπολικές, ιοντικές ή μεταλλικές.

Παρόλο που υπάρχουν ενώσεις των οποίων οι σύνδεσμοι ανήκουν σε ένα μόνο τύπο, πολλοί στην πραγματικότητα αποτελούνται από ένα μείγμα χαρακτήρων του καθενός. Το γεγονός αυτό οφείλεται στη διαφορά στην ηλεκτροαρνητικότητα μεταξύ των ατόμων που συνθέτουν τους δεσμούς. Έτσι, μερικές ενώσεις μπορούν να είναι ομοιοπολικές, αλλά υπάρχουν στους δεσμούς τους ένα ορισμένο ιοντικό χαρακτήρα.

Επίσης, ο τύπος του δεσμού, της δομής και της μοριακής μάζας είναι βασικοί παράγοντες που καθορίζουν τις μακροσκοπικές ιδιότητες του υλικού (φωτεινότητα, σκληρότητα, διαλυτότητα, σημείο τήξης κ.λπ.).

-Ομοιογενής δεσμός

Οι ομοιοπολικοί δεσμοί είναι εκείνοι που έχουν εξηγηθεί μέχρι στιγμής. Σε αυτά, δύο τροχιακά (ένα ηλεκτρόνιο σε κάθε ένα) πρέπει να επικαλύπτονται με τους διαχωρισμένους πυρήνες σε κατάλληλη πυρηνική απόσταση.

Σύμφωνα με τη θεωρία του μοριακού τροχού (TOM), εάν η επικάλυψη των τροχιακών είναι μετωπική, σχηματίζεται ένας δεσμός sigma σ (ο οποίος επίσης ονομάζεται απλός ή απλός σύνδεσμος). Αν και οι τροχιές σχηματίζονται από πλευρικές και κάθετες αλληλοεπικάλυψεις σε σχέση με τον πυρηνικό άξονα, θα υπάρχουν οι π (διπλοί και τριπλοί) σύνδεσμοι:

Απλή σύνδεση

Ο σύνδεσμος σ όπως φαίνεται στην εικόνα σχηματίζεται κατά μήκος του πυρηνικού άξονα. Αν και δεν παρουσιάζεται, τα Α και Β μπορεί να έχουν άλλους δεσμούς, και συνεπώς, το δικό τους χημικό περιβάλλον (διαφορετικά μέρη της μοριακής δομής). Αυτός ο τύπος σύνδεσης χαρακτηρίζεται από την ισχύ περιστροφής του (πράσινο κύλινδρο) και από το να είναι το ισχυρότερο από όλα.

Για παράδειγμα, ο απλός δεσμός του μορίου υδρογόνου μπορεί να περιστραφεί στον πυρηνικό άξονα (Η-Η). Με τον ίδιο τρόπο, ένα υποθετικό μόριο CA-AB μπορεί να το κάνει.

Οι συνδέσεις C-A, A-A και A-B περιστρέφονται. αλλά αν C ή Β είναι άτομα ή μία ομάδα ατόμων ογκώδη, περιστροφής Α-Α παρεμποδίζεται (C και Β, επειδή συγκρούονται).

Απλοί δεσμοί βρίσκονται σχεδόν σε όλα τα μόρια. Τα άτομα τους μπορούν να έχουν οποιαδήποτε χημική υβριδοποίηση, εφόσον η αλληλεπικάλυψη των τροχιακών τους είναι μετωπική. Επιστρέφοντας στη δομή της βιταμίνης Β₁₂, κάθε μοναδική γραμμή (-) υποδεικνύει έναν μόνο σύνδεσμο (για παράδειγμα, συνδέσεις -CONH₂).

Διπλή σύνδεση

Ο διπλός δεσμός απαιτεί ότι τα άτομα έχουν (συνήθως) sp υβριδισμό². Ο καθαρός δεσμός ρ, κάθετος προς τα τρία υβριδικά τροχιακά², σχηματίζει τον διπλό δεσμό, ο οποίος παρουσιάζεται ως γκριζωπό φύλλο.

Σημειώστε ότι τόσο ο μονός κρίκος (πράσινος κύλινδρος) όσο και ο διπλός σύνδεσμος (γκρι φύλλο) συνυπάρχουν ταυτόχρονα. Ωστόσο, σε αντίθεση με τους απλούς συνδέσμους, τα δίκλινα δεν έχουν την ίδια ελευθερία περιστροφής γύρω από τον πυρηνικό άξονα. Αυτό συμβαίνει επειδή, για να περιστραφεί, ο σύνδεσμος (ή το φύλλο) πρέπει να σπάσει. διαδικασία που χρειάζεται ενέργεια.

Επίσης, ο σύνδεσμος Α = Β είναι πιο δραστικός από τον Α-Β. Το μήκος αυτού είναι μικρότερο και τα άτομα Α και Β βρίσκονται σε μικρότερη πυρηνική απόσταση. Συνεπώς, υπάρχει μεγαλύτερη απόδραση μεταξύ των δύο πυρήνων. Η διάσπαση και των δύο δεσμών, μονής και διπλής, απαιτεί περισσότερη ενέργεια από ότι απαιτείται για το διαχωρισμό των ατόμων στο μόριο Α-Β.

Στη δομή της βιταμίνης Β₁₂ μπορούν να παρατηρηθούν μερικοί διπλοί δεσμοί: C = O, P = O και εντός των αρωματικών δακτυλίων.

Τριπλός σύνδεσμος

Ο τριπλός δεσμός είναι ακόμη μικρότερος από τον διπλό δεσμό και η περιστροφή του είναι περισσότερο ενεργητικά μειωμένη. Σε αυτό σχηματίζονται δύο κάθετοι π πηνία (το γκρι και μωβ φύλλα), καθώς και ένας απλός σύνδεσμος.

Συνήθως, ο χημικός υβριδισμός των ατόμων των Α και Β πρέπει να είναι sp: δύο οριζόντιες τροχιές διαχωρίζονται κατά 180 °, και δύο καθαρές ρ τροχιακές κάθετες προς την πρώτη. Σημειώστε ότι ένας τριπλός δεσμός μοιάζει με μια παλέτα, αλλά χωρίς δύναμη περιστροφής. Αυτός ο σύνδεσμος μπορεί να αναπαρασταθεί απλά ως Α = Β (Ν = Ν, Ν-μόριο αζώτου₂).

Από όλους τους ομοιοπολικούς δεσμούς, αυτό είναι το πιο αντιδραστικό. αλλά ταυτόχρονα, εκείνος που χρειάζεται περισσότερη ενέργεια για τον πλήρη διαχωρισμό των ατόμων του (· A: +: B ·). Εάν η βιταμίνη Β₁₂ είχε ένα τριπλό δεσμό εντός της μοριακής του δομής, το φαρμακολογικό αποτέλεσμα θα άλλαζε δραστικά.

Στους τριπλούς δεσμούς, συμμετέχουν έξι ηλεκτρόνια. σε δίκλινα, τέσσερα ηλεκτρόνια. και απλά ή απλά, δύο.

Ο σχηματισμός ενός ή περισσότερων από αυτούς τους ομοιοπολικούς δεσμούς εξαρτάται από την ηλεκτρονική διαθεσιμότητα των ατόμων. δηλαδή, πόσοι ηλεκτρόνια χρειάζονται τα τροχιακά τους για να αποκτήσουν μια οκτάδα σθένους.

Μη πολική σύνδεση

Ένας ομοιοπολικός δεσμός αποτελείται από μια δίκαιη κατανομή ενός ζεύγους ηλεκτρονίων μεταξύ δύο ατόμων. Αλλά αυτό ισχύει αυστηρά μόνο στην περίπτωση που και τα δύο άτομα έχουν ίσες ηλεκτροαρνησίες. δηλαδή την ίδια τάση να προσελκύει την ηλεκτρονική πυκνότητα του περιβάλλοντος μέσα σε μια ένωση.

Οι μη πολικοί δεσμοί χαρακτηρίζονται από διαφορά μηδενικής ηλεκτροαρνητικότητας (ΔΕ≈0). Αυτό συμβαίνει σε δύο περιπτώσεις: σε μία ομοπυρηνική ένωση (Α₂) ή εάν τα χημικά περιβάλλοντα εκατέρωθεν της ζεύξης είναι ισοδύναμα (H₃C-CH₃, αιθάνιο).

Παραδείγματα μη πολικών δεσμών παρατηρούνται στις ακόλουθες ενώσεις:

-Υδρογόνο (Η-Η)

-Οξυγόνο (Ο = Ο)

-Άζωτο (N = N)

-Φθόριο (F-F)

-Χλωρίδιο (Cl-Cl)

-Ακετυλένιο (HC = CH)

Πολικοί σύνδεσμοι

Όταν υπάρχει έντονη διαφορά στην ηλεκτροαρνητικότητα ΔΕ μεταξύ των δύο ατόμων, σχηματίζεται μια διπολική ροπή κατά μήκος του άξονα ζεύξης: Α^δ+-Β^δ-. Στην περίπτωση της ετεροπυρηνικής ένωσης ΑΒ, το Β είναι το πιο ηλεκτροαρνητικό άτομο και επομένως έχει την υψηλότερη πυκνότητα ηλεκτρονίων δ-. ενώ το Α, το λιγότερο ηλεκτροαρνητικό έλλειμμα φορτίου δ+.

Για να συμβούν οι πολικοί δεσμοί, πρέπει να ενωθούν δύο άτομα με διαφορετικές ηλεκτροναενεργοποιήσεις. και έτσι, σχηματίζουν ετεροπυρηνικές ενώσεις. Το Α-Β μοιάζει με μαγνήτη: έχει θετικό πόλο και αρνητικό πόλο. Αυτό του επιτρέπει να αλληλεπιδρά με άλλα μόρια μέσω διπολικών διπολικών δυνάμεων, μεταξύ των οποίων και οι δεσμοί υδρογόνου.

Το νερό έχει δύο πολικούς ομοιοπολικούς δεσμούς, H-O-H, και η μοριακή γεωμετρία του είναι γωνιακή, γεγονός που αυξάνει τη διπολική ροπή του. Εάν η γεωμετρία της ήταν γραμμική, οι ωκεανοί θα εξατμίζονταν και το νερό θα είχε χαμηλότερο σημείο βρασμού.

Το γεγονός ότι μια ένωση έχει πολικούς δεσμούς, αυτό δεν σημαίνει ότι είναι πολική. Για παράδειγμα, τετραχλωράνθρακα, CCl₄, έχει τέσσερις πολικούς συνδέσμους C-Cl, αλλά με την τετραεδρική διάταξη τους η διπολική στιγμή καταλήγει να ακυρώνει διανυσματικά.

Δευτερεύοντες ή συντονιστικοί σύνδεσμοι

Όταν ένα άτομο παράγει ένα ζεύγος ηλεκτρονίων για να σχηματίσει έναν ομοιοπολικό δεσμό με ένα άλλο άτομο, τότε μιλάμε για ένα δεσμευτικό ή συντονιστικό δεσμό. Για παράδειγμα, με το Β: το διαθέσιμο ζεύγος ηλεκτρονίων και το Α (ή το Α⁺), μια ηλεκτρονική κενή θέση, σχηματίζεται ο σύνδεσμος Β: Α.

Στη δομή της βιταμίνης Β₁₂ τα πέντε άτομα αζώτου συνδέονται με το μεταλλικό κέντρο του Co με αυτόν τον τύπο ομοιοπολικού δεσμού. Αυτά τα άζωτο δίνουν το ζεύγος των ελεύθερων ηλεκτρονίων τους στο κατιόν Co³⁺, συντονίζοντας το μέταλλο μαζί τους (Co³⁺: Ν-)

Ένα άλλο παράδειγμα μπορεί να βρεθεί στην πρωτονίωση ενός μορίου αμμωνίας για το σχηματισμό αμμωνίου:

H₃Ν: + Η⁺ => ΝΗ₄⁺

Σημειώστε ότι και στις δύο περιπτώσεις είναι το άτομο αζώτου που συνεισφέρει τα ηλεκτρόνια. Επομένως, ο ομοιοπολικός δεσμός αλληλεπίδρασης ή συντονισμού συμβαίνει όταν ένα άτομο συνεισφέρει μόνο το ζεύγος ηλεκτρονίων.

Ομοίως, το μόριο του νερού μπορεί να πρωτονιωθεί για να μετασχηματιστεί στο κατιόν υδρογόνου (ή οξονίου):

H₂O + Η⁺ => Η₃Ο⁺

Σε αντίθεση με το κατιόν αμμωνίου, το υδρόνιο εξακολουθεί να έχει ένα ελεύθερο ζεύγος ηλεκτρονίων (Η₃Ο:⁺) · Ωστόσο, είναι πολύ δύσκολο να δεχτεί ένα άλλο πρωτόνιο για να σχηματίσει το ασταθές δισόξινο υδρόνιο, Η₄Ο²⁺.

-Ιωνικός δεσμός

Η εικόνα δείχνει ένα λευκό λόφο αλατιού. Τα άλατα χαρακτηρίζονται από την ύπαρξη κρυσταλλικών δομών, δηλαδή συμμετρικών και διατεταγμένων. υψηλά σημεία τήξης και βρασμού, υψηλή ηλεκτρική αγωγιμότητες για την τήξη ή τη διάλυση, και επίσης ιόντα τους έλκονται ισχυρά από ηλεκτροστατικές αλληλεπιδράσεις.

Αυτές οι αλληλεπιδράσεις αποτελούν το γνωστό ως ιονικό δεσμό. Στη δεύτερη εικόνα παρουσιάστηκε ένα κατιόν Α⁺ περιβαλλόμενο από τέσσερα ανιόντα Β^-, αλλά αυτή είναι μια 2D αναπαράσταση. Σε τρεις διαστάσεις, Α⁺ θα πρέπει να έχουν άλλα ανιόντα Β^- προς τα εμπρός και πίσω από το αεροπλάνο, σχηματίζοντας διάφορες δομές.

Έτσι, Α⁺ μπορεί να έχει έξι, οκτώ ή και δώδεκα γείτονες. Ο αριθμός των γειτόνων που περιβάλλουν ένα ιόν σε έναν κρύσταλλο είναι γνωστός ως ο αριθμός συντονισμού (N.C). Για κάθε N.C, συσχετίζεται ένας τύπος κρυσταλλικής διάταξης, ο οποίος με τη σειρά του αποτελεί μια στερεή φάση του άλατος.

Οι συμμετρικοί και πολύπλευροι κρύσταλλοι που παρατηρούνται στα άλατα οφείλονται στην ισορροπία που προκύπτει από τις αλληλεπιδράσεις έλξης (Α⁺ Β^-) και την απέλαση (Α⁺ Α⁺, Β^- Β^-ηλεκτροστατική).

Εκπαίδευση

Αλλά, γιατί Α + και Β^-, ή Na⁺ και Cl^-, δεν σχηματίζουν ομοιοπολικούς δεσμούς Na-Cl; Επειδή το άτομο χλωρίου είναι πολύ πιο ηλεκτροαρνητικό από το μεταλλικό νάτριο, το οποίο χαρακτηρίζεται επίσης από την πολύ εύκολη εγκατάλειψη των ηλεκτρονίων του. Όταν τα στοιχεία αυτά βρίσκονται, αντιδρούν εξωθερμικά για να παράγουν επιτραπέζιο αλάτι:

2Νa (s) + Cl₂(g) => 2NaCl (s)

Δύο άτομα νατρίου δίνουν το μοναδικό ηλεκτρόνιο σθένους τους (Na) στο διατομικό μόριο του Cl₂, προκειμένου να σχηματιστούν Cl ανιόντα^-.

Αλληλεπιδράσεις μεταξύ κατιόντα νατρίου και ανιόντα χλωρίδια, αν και αντιπροσωπεύουν ένα ασθενέστερο από ομοιοπολικό δεσμό, είναι ικανή να διατηρήσει τους σφιχτά δεσμευμένο στη στερεά? και αυτό το γεγονός αντικατοπτρίζεται στο υψηλό σημείο τήξης του άλατος (801 ° C).

Μεταλλική σύνδεση

Ο τελευταίος τύπος χημικής συγκόλλησης είναι μεταλλικός. Αυτό μπορεί να βρεθεί σε οποιοδήποτε μέταλλο ή κομμάτι κράματος. Χαρακτηρίζεται από ειδικές και διαφορετικό από τα άλλα, επειδή τα ηλεκτρόνια μετακινούνται από το ένα άτομο στο άλλο, αλλά τα πόδια, όπως μια θάλασσα, τα κρυστάλλινα μέταλλα.

Έτσι, τα μεταλλικά άτομα, για παράδειγμα ο χαλκός, αλληλοσυνδέουν τα τροχιακά τους σθένος μεταξύ τους για να σχηματίσουν ζώνες αγωγιμότητας. όπου τα ηλεκτρόνια (s, p, d ή f) περνούν γύρω από τα άτομα και τα κρατούν στενά δεσμευμένα.

Ανάλογα με τον αριθμό των ηλεκτρονίων που ταξιδεύουν μέσω του μεταλλικού γυαλιού, τροχιακών που προβλέπεται για τις ζώνες, και η συσκευασία των ατόμων, το μέταλλο μπορεί να είναι μαλακό (όπως αλκαλικά μέταλλα), σκληρό, γυαλιστερό, ή καλός αγωγός του ηλεκτρισμού και θερμότητας.

Η δύναμη που συγκρατεί τα άτομα των μετάλλων, όπως εκείνα που συνθέτουν τον μικρό άνθρωπο στην εικόνα και το φορητό του, είναι ανώτερη από εκείνη των αλάτων.

Αυτό μπορεί να επαληθευτεί πειραματικά επειδή οι κρύσταλλοι των αλάτων μπορούν να χωριστούν σε αρκετά μισά πριν από μια μηχανική δύναμη. ενώ ένα μεταλλικό κομμάτι (που αποτελείται από πολύ μικρούς κρυστάλλους) παραμορφώνεται.

Παραδείγματα

Οι ακόλουθες τέσσερις ενώσεις περιλαμβάνουν τους τύπους χημικών δεσμών που εξηγούνται:

-Φθοριούχο νάτριο, NaF (Na⁺F^-): ιονικό.

-Νάτριο, Na: μεταλλικό.

-Φθόριο, F₂ (F-F): μη πολική ομοιοπολική, επειδή υπάρχει ΔΕ null μεταξύ των δύο ατόμων επειδή είναι ταυτόσημες.

-Υδροφθόριο, HF (HF): πολική ομοιοπολική, όπως αυτή η ένωση φθορίου είναι περισσότερο ηλεκτραρνητικό από υδρογόνο.

Υπάρχουν ενώσεις, όπως η βιταμίνη Β₁₂, που έχει πολικούς και ιοντικούς ομοιοπολικούς δεσμούς (στο αρνητικό φορτίο της φωσφορικής του ομάδας -ΡΟ₄^--). Σε μερικές σύνθετες δομές, όπως οι μεταλλικές συστάδες, όλοι αυτοί οι τύποι συνδέσμων μπορούν να συνυπάρχουν.

Το Matter προσφέρει παραδείγματα χημικών δεσμών σε όλες τις εκδηλώσεις του. Από την πέτρα που βρίσκεται στον πυθμένα μιας λίμνης και από το νερό που την περιβάλλει, μέχρι τους βραχίονες που κροταλίζουν στα άκρα τους.

Ενώ οι σύνδεσμοι μπορεί να είναι απλοί, ο αριθμός και η χωρική διάταξη των ατόμων στη μοριακή δομή ανοίγουν το δρόμο σε μια πλούσια ποικιλία ενώσεων.

Σημασία του χημικού δεσμού

Ποια είναι η σημασία του χημικού δεσμού; Ο ανυπολόγιστος αριθμός συνεπειών που θα εξαπέλυε την απουσία του χημικού δεσμού υπογραμμίζει την τεράστια σημασία του στη φύση:

-Χωρίς αυτήν, τα χρώματα δεν θα υπήρχαν, επειδή τα ηλεκτρόνια τους δεν θα απορροφούσαν την ηλεκτρομαγνητική ακτινοβολία. Τα σωματίδια της σκόνης και του πάγου που υπάρχουν στην ατμόσφαιρα θα εξαφανιστούν και επομένως το γαλάζιο χρώμα του ουρανού θα σβήσει.

-Ο άνθρακας δεν μπορούσε να σχηματίσει τις ατέρμονες αλυσίδες του, από τις οποίες προέρχονται τρισεκατομμύρια οργανικές και βιολογικές ενώσεις.

-Οι πρωτεΐνες δεν μπορούσαν να οριστούν ούτε στα συστατικά αμινοξέα τους. Τα σάκχαρα και τα λίπη θα εξαφανιστούν, καθώς και οποιεσδήποτε ενώσεις άνθρακα σε ζωντανούς οργανισμούς.

-Η Γη θα έλειπε από την ατμόσφαιρα, επειδή απουσία χημικών δεσμών στα αέρια της, δεν θα υπήρχε καμία δύναμη να τα συγκρατήσει. Ούτε θα υπήρχε η παραμικρή αλληλεπίδραση μεταξύ τους.

-Ίσως τα βουνά εξαφανίζονται, γιατί πέτρες και μεταλλικά στοιχεία του, αν και βαρύ, δεν θα μπορούσε να περιέχει άτομα τους συσκευασμένα σε κρυσταλλική ή άμορφη δομή.

-Ο κόσμος θα σχηματίζεται από μοναχικά άτομα που δεν μπορούν να σχηματίσουν στερεές ή υγρές ουσίες. Αυτό θα είχε επίσης ως αποτέλεσμα την εξαφάνιση κάθε μετασχηματισμού της ύλης. δηλαδή, δεν θα υπήρχε χημική αντίδραση. Μόνο αέρινα αέρια παντού.

Αναφορές

1. Χάρι Β. Γκράι. (1965). Ηλεκτρονίων και χημικών δεσμών. W.A. BENJAMIN, INC. P 36-39.
2. Whitten, Davis, Peck & Stanley. Χημεία (8η έκδοση). CENGAGE Learning, σελ. 233, 251, 278, 279.
3. Πλοίο R. (2016). Χημική συγκόλληση. Ανακτήθηκε από: hyperphysics.phy-astr.gsu.edu
4. Τύποι χημικών δεσμών. (3 Οκτωβρίου 2006). Λαμβάνεται από: dwb4.unl.edu
5. Σχηματισμός χημικών δεσμών: Ο ρόλος των ηλεκτρονίων. [PDF] Ανακτήθηκε από: cod.edu
6. CK-12 Foundation. (s.f.). Ενέργεια και σχηματισμός ομοιοπολικών δεσμών. Ανακτήθηκε από: chem.libretexts.org
7. Quimitube (2012). Ομοιογενής σύνδεσμος συντονισμένος ή μαζικός. Ανακτήθηκε από: quimitube.com