Χαρακτηριστικά και τύποι διατοματικών συνδέσεων

Το σύνδεση ενδοατομικά είναι ο χημικός δεσμός που σχηματίζεται μεταξύ των ατόμων για την παραγωγή των μορίων. 

Αν και σήμερα οι επιστήμονες συμφωνούν γενικά ότι τα ηλεκτρόνια δεν περιστρέφονται γύρω από τον πυρήνα, σε όλη την ιστορία πιστεύεται ότι κάθε ηλεκτρόνιο περιστρέφεται γύρω από τον πυρήνα ενός ατόμου σε ξεχωριστό στρώμα.

Σήμερα, οι επιστήμονες έχουν καταλήξει στο συμπέρασμα ότι τα ηλεκτρόνια πλανάται άτομο και όχι συγκεκριμένες τροχιές οι περιοχές, ωστόσο, το κέλυφος σθένους εξακολουθεί να χρησιμοποιείται για να περιγράψει τη διαθεσιμότητα των ηλεκτρονίων.

Linus Pauling συνέβαλαν στη σύγχρονη κατανόηση του χημικού δεσμού στη συγγραφή του βιβλίου «Η φύση του χημικού δεσμού», όπου συγκεντρώθηκαν ιδέες από Sir Isaac Newton, Ετιέν Φρανσουά Geoffroy, Edward Frankland και ιδιαίτερα Γκίλμπερτ Λιούις.

Σε αυτό, συνέδεσε τη φυσική της κβαντικής μηχανικής με τη χημική φύση των ηλεκτρονικών αλληλεπιδράσεων που συμβαίνουν όταν γίνονται χημικοί δεσμοί.

το έργο Pauling επικεντρώθηκε σχετικά με τη σύσταση αλήθεια ιονικές και ομοιοπολικούς δεσμούς είναι στα άκρα του φάσματος σύνδεσμο, και ότι οι περισσότεροι χημικοί δεσμοί κατατάσσονται μεταξύ αυτών των άκρων.

Ο Pauling ανέπτυξε επίσης μια κινητή κλίμακα τύπου συνδέσμου που διέπεται από την ηλεκτροαρνητικότητα των ατόμων που εμπλέκονται στη σύνδεση.

Pauling τεράστια συμβολή στη σύγχρονη κατανόηση του χημικού δεσμού οδήγησε να του χορηγήσει το βραβείο Νόμπελ το 1954 για την «έρευνα για τη φύση του χημικού δεσμού και η εφαρμογή της στην διαλεύκανση της δομής των σύνθετων ουσιών.»

Τα ζωντανά όντα αποτελούνται από άτομα, αλλά στις περισσότερες περιπτώσεις, τα άτομα αυτά δεν επιπλέουν μόνο μεμονωμένα. Αντ 'αυτού, συνήθως αλληλεπιδρούν με άλλα άτομα (ή ομάδες ατόμων).

Για παράδειγμα, τα άτομα μπορούν να συνδεθούν με ισχυρούς δεσμούς και να οργανωθούν σε μόρια ή κρυστάλλους. Ή μπορούν να σχηματίσουν προσωρινούς, αδύναμους δεσμούς με άλλα άτομα που τους χτύπησαν.

Και οι δύο ισχυρούς δεσμούς που συνδέουν τα μόρια ως ασθενείς δεσμοί που δημιουργούν προσωρινές συνδέσεις είναι απαραίτητες για τη χημεία του σώματός μας και για την ύπαρξη της ίδιας της ζωής.

Τα άτομα έχουν την τάση να οργανώνονται στα πιο σταθερά πιθανά πρότυπα, πράγμα που σημαίνει ότι έχουν την τάση να γεμίζουν ή να γεμίζουν τις εξώτατες ηλεκτρονικές τροχιές τους.

Συνενώνονται με άλλα άτομα για να κάνουν ακριβώς αυτό. Η δύναμη που συγκρατεί τα άτομα σε συλλογές γνωστές ως μόρια είναι γνωστή ως χημικός δεσμός.

Τύποι διατοματικών χημικών δεσμών

Μεταλλική σύνδεση

Ο μεταλλικός δεσμός είναι η δύναμη που συγκρατεί τα άτομα μαζί σε μια καθαρή μεταλλική ουσία. Ένα τέτοιο στερεό αποτελείται από σφιχτά συσκευασμένα άτομα.

Στις περισσότερες περιπτώσεις, το εξώτατο στρώμα ηλεκτρονίων κάθε ατόμου μετάλλου επικαλύπτεται με μεγάλο αριθμό γειτονικών ατόμων.

Ως αποτέλεσμα, τα ηλεκτρόνια σθένους κινούνται συνεχώς ένα άτομο στο άλλο και δεν συνδέονται με οποιαδήποτε συγκεκριμένη ζεύγος ατόμων (Εγκυκλοπαίδεια Britannica, 2016).

Μέταλλα έχουν πολλές ιδιότητες που είναι μοναδικές, όπως την ικανότητα να διεξάγει ηλεκτρικής ενέργειας, χαμηλή ενέργεια ιονισμού και χαμηλή ηλεκτραρνητικότητα (έτσι ώστε δωρίσουν ηλεκτρόνια εύκολα, δηλαδή, είναι κατιόντα).

Οι φυσικές του ιδιότητες περιλαμβάνουν λαμπερή (φωτεινή) εμφάνιση και είναι εύκαμπτες και όλκιμες. Τα μέταλλα έχουν κρυσταλλική δομή. Ωστόσο, τα μέταλλα είναι επίσης εύπλαστα και εύπλαστα.

Στα 1900, η ​​θεωρία Paul Drude προέκυψε με θάλασσα των ηλεκτρονίων με την μοντελοποίηση μέταλλα ως μίγμα των ατομικών πυρήνων (πυρήνες + = θετικών πυρήνων εσωτερικό στρώμα των ηλεκτρονίων) και τα ηλεκτρόνια σθένους.

Σε αυτό το μοντέλο, τα ηλεκτρόνια σθένους είναι ελεύθερα, απομακρυσμένα, κινητά και δεν συνδέονται με κανένα συγκεκριμένο άτομο (Clark, 2017).

Ιωνικός δεσμός

Οι ιωνικοί δεσμοί έχουν ηλεκτροστατική φύση. Εμφανίζονται όταν ένα στοιχείο με θετικό φορτίο ενώνεται με ένα αρνητικά φορτισμένο λόγω των αλληλεπιδράσεων coulombic.

Τα στοιχεία με χαμηλές ενέργειες ιονισμού έχουν την τάση να χάνουν εύκολα ηλεκτρόνια, ενώ τα στοιχεία με υψηλή ηλεκτρονική συγγένεια έχουν την τάση να αποκτούν ηλεκτρόνια που παράγουν κατιόντα και ανιόντα αντίστοιχα, τα οποία είναι αυτά που σχηματίζουν τους ιονικούς δεσμούς.

Ενώσεις που εμφανίζουν κρυστάλλους ιοντική μορφή ιοντικό στην οποία τα ιόντα των θετικών και αρνητικών φορτίων κυμαίνονται κοντά μεταξύ τους, αλλά υπάρχει πάντα άμεση συσχέτιση μεταξύ 01/01 θετικά και αρνητικά ιόντα.

Οι ιονικοί δεσμοί μπορούν τυπικά να διασπαστούν με υδρογόνωση ή με την προσθήκη νερού σε μια ένωση (Wyzant, Inc., S.F.).

Οι ουσίες που συγκρατούνται μαζί από ιοντικούς δεσμούς (όπως το χλωριούχο νάτριο) μπορούν συνήθως να διαχωριστούν σε αληθώς φορτισμένα ιόντα όταν μια εξωτερική δύναμη ενεργεί πάνω τους, όπως όταν διαλύονται στο νερό..

Επιπλέον, σε στερεά μορφή, οι επιμέρους άτομα δεν προσελκύονται από ένα άτομο γείτονα αλλά μορφή γιγαντιαία δίκτυα έλκονται μεταξύ τους από τις ηλεκτροστατικές αλληλεπιδράσεις μεταξύ του πυρήνα του κάθε ατόμου και τα ηλεκτρόνια σθένους από τις γειτονικές.

Η ελκτική δύναμη μεταξύ γειτονικών ατόμων ιοντική στερεά δίνει μια εξαιρετικά ομαλή δομή γνωστή ως ένα ιοντικό πλέγμα όπου τα αντίθετα φορτισμένα σωματίδια ευθυγραμμίζονται μεταξύ τους για να δημιουργήσουν ένα στενά δεσμευμένο άκαμπτη δομή (Anthony Κάπρι, 2003).

Ομοιογενής δεσμός

Ο ομοιοπολικός δεσμός εμφανίζεται όταν τα ζεύγη ηλεκτρονίων μοιράζονται τα άτομα. Τα άτομα θα είναι ομοιοπολικά συνδεδεμένα με άλλα άτομα για να αποκτήσουν περισσότερη σταθερότητα, η οποία λαμβάνεται σχηματίζοντας ένα πλήρες στρώμα ηλεκτρονίων.

Μοιράζοντας τα πιο εξωτερικά (σθένος) ηλεκτρόνια, τα άτομα μπορούν να γεμίσουν το εξωτερικό τους στρώμα ηλεκτρονίων και να κερδίσουν σταθερότητα.

Αν και λέγεται ότι τα άτομα μοιράζονται τα ηλεκτρόνια όταν σχηματίζουν ομοιοπολικούς δεσμούς, συνήθως δεν μοιράζονται τα ηλεκτρόνια εξίσου. Μόνο όταν δύο άτομα του ίδιου στοιχείου σχηματίζουν έναν ομοιοπολικό δεσμό είναι τα κοινά ηλεκτρόνια που μοιράζονται εξίσου μεταξύ των ατόμων.

Όταν τα άτομα των διαφόρων στοιχείων μοιράζονται ηλεκτρόνια μέσω ομοιοπολικού δεσμού, το ηλεκτρόνιο έλκεται προς το μεγαλύτερο άτομο ηλεκτραρνητικότητα καταλήγοντας σε ένα πολικό ομοιοπολικό δεσμό.

Σε σύγκριση με ιονικές ενώσεις, οι ομοιοπολικές ενώσεις έχουν συνήθως χαμηλότερο σημείο τήξης και βρασμού και έχουν μικρότερη τάση να διαλύονται σε νερό.

Οι ομοιοπολικές ενώσεις μπορεί να είναι σε αέρια, υγρή ή στερεή κατάσταση και δεν διεξάγουν ηλεκτρική ενέργεια ή θερμότητα καλά (Camy Fung, 2015).

Γέφυρες υδρογόνου

Οι δεσμοί υδρογόνου ή οι δεσμοί υδρογόνου είναι αδύναμες αλληλεπιδράσεις μεταξύ ενός ατόμου υδρογόνου που συνδέεται με ένα ηλεκτροαρνητικό στοιχείο με ένα άλλο ηλεκτροαρνητικό στοιχείο.

Σε ένα πολικό ομοιοπολικό δεσμό που περιέχει υδρογόνο (π.χ. ένα δεσμό Ο-Η σε ένα μόριο νερού), το υδρογόνο θα έχει ένα μικρό θετικό φορτίο, επειδή τα ηλεκτρόνια σύνδεσης τραβιέται περισσότερο έντονα προς την άλλη.

Λόγω αυτού του μικρού θετικού φορτίου, το υδρογόνο θα προσελκύεται από οποιοδήποτε γειτονικό αρνητικό φορτίο (Khan, S.F.).

Σύνδεσμοι του Van der Waals

Είναι σχετικά αδύναμες ηλεκτρικές δυνάμεις που προσελκύουν ουδέτερα μόρια μεταξύ τους σε αέρια, σε υγροποιημένα και στερεοποιημένα αέρια και σε όλα σχεδόν τα οργανικά και στερεά υγρά.

Οι δυνάμεις που ονομάζεται για την Ολλανδός φυσικός γιοχάννες φαν ντερ βάαλς, υποτίθεται για πρώτη φορά το 1873 ότι οι διαμοριακές δυνάμεις για την ανάπτυξη μιας θεωρίας να εξηγήσει τις ιδιότητες των πραγματικών αερίων (Encyclopædia Britannica, 2016).

Οι δυνάμεις Van der Waals είναι ένας γενικός όρος που χρησιμοποιείται για τον προσδιορισμό της προσέλκυσης των διαμοριακών δυνάμεων μεταξύ μορίων.

Υπάρχουν δύο ειδών δυνάμεις Van der Waals: η διασπορά ισχύος του Λονδίνου που είναι αδύναμοι και οι δυνάμεις διπόλου-διπόλου ισχυρότερη (Kathryn Rashe, 2017).

Αναφορές

1. Anthony Capri, Α. D. (2003). Χημική σύνδεση: Η φύση του χημικού δεσμού. Ανακτήθηκε από visionlearning visionlearning.com
2. Camy Fung, Ν. Μ. (2015, 11 Αυγούστου). Ομοιοπολικά ομόλογα. Λαμβάνεται από chem.libretexts chem.libretexts.org
3. Clark, J. (2017, 25 Φεβρουαρίου). Μεταλλική σύνδεση. Λαμβάνεται από chem.libretexts chem.libretexts.org
4. Encyclopædia Britannica. (2016, 4 Απριλίου). Μεταλλικός δεσμός. Λήψη από britannica britannica.com.
5. Encyclopædia Britannica. (2016, 16 Μαρτίου). Οι δυνάμεις Van der Waals. Λήψη από britannica britannica.com
6. Kathryn Rashe, L. Ρ. (2017, 11 Μαρτίου). Δυνάμεις Van der Waals. Λαμβάνεται από chem.libretexts chem.libretexts.org.
7. Khan, S. (S.F.). Χημικοί δεσμοί. Λαμβάνεται από khanacademy khanacademy.org.
8. Martinez, Ε. (2017, 24 Απριλίου). Τι είναι η Ατομική Συγκόλληση? Από την sciencing sciencing.com.
9. Wyzant, Inc. (S.F.). Ομόλογα. Λαμβάνεται από wyzant wyzant.com.