Характеристики, свойства, типове и примери на ковалентна връзка



на ковалентни връзки те са вид съюз между атоми, които образуват молекули чрез споделянето на електронни двойки. Тези връзки, които представляват сравнително стабилен баланс между всеки вид, позволяват на всеки атом да постигне стабилността на своята електронна конфигурация.

Тези връзки се формират в единични, двойни или тройни версии и имат полярни и неполярни символи. Атомите могат да привличат други видове, което позволява образуването на химични съединения. Този съюз може да възникне от различни сили, генерирайки слабо или силно привличане, или на йонни символи или чрез електронен обмен.

Ковалентните връзки се считат за "силни" съюзи. За разлика от други силни връзки (йонни връзки), ковалентните връзки обикновено се срещат в неметални атоми и в тези с подобни афинитети за електрони (подобни електронегативности), което прави ковалентните връзки слаби и изискват по-малко енергия за счупване..

В този тип връзка обикновено се прилага т. Нар. Правило на октета, за да се оцени количеството атоми, които трябва да се споделят: това правило гласи, че всеки атом в молекулата изисква 8 валентни електрона да останат стабилни. Чрез споделяне те трябва да постигнат загуба или печалба на електрони между видовете.

индекс

  • 1 Характеристики
    • 1.1 Неполярна ковалентна връзка
    • 1.2 Полярна ковалентна връзка
  • 2 Свойства
    • 2.1 Байтово правило
    • 2.2 Резонанс
    • 2.3 Ароматичност
  • 3 Видове ковалентни връзки
    • 3.1 Проста връзка
    • 3.2 Двойна връзка
    • 3.3 Тройна връзка
  • 4 Примери
  • 5 Препратки

функции

Ковалентните връзки се влияят от електронегативното свойство на всеки от атомите, участващи във взаимодействието на електронните двойки; когато имате атом с електронегативност значително по-голям от този на другия атом в обединението, ще се образува полярна ковалентна връзка..

Обаче, когато и двата атома имат подобно електронегативно свойство, ще се образува неполярна ковалентна връзка. Това се случва, защото електроните на най-електронегативните видове ще бъдат по-прикрепени към този атом, отколкото в случая на най-малко електронегативния.

Заслужава да се отбележи, че никаква ковалентна връзка не е напълно равна, освен ако двата участващи атома са идентични (и по този начин имат една и съща електронегативност).

Типът на ковалентната връзка зависи от разликата в електронегативността между видовете, където стойността между 0 и 0.4 води до не-полярна връзка, а разликата от 0.4 до 1.7 води до полярна връзка ( йонни връзки се появяват от 1.7).

Неполярна ковалентна връзка

Неполярната ковалентна връзка се генерира, когато електроните се разпределят еднакво между атомите. Това обикновено се случва, когато двата атома имат подобен или равен електронен афинитет (същия вид). Колкото по-сходни са стойностите на електронния афинитет между участващите атоми, толкова по-силна ще бъде привличането.

Това обикновено се случва в газови молекули, известни също като двуатомни елементи. Неполярните ковалентни връзки работят със същата природа като полярните (атомът на по-висока електронегативност ще привлече по-силно електрона или електроните на другия атом).

Въпреки това, в двуатомните молекули електронегативността се отменя, защото те са равни и водят до нулево натоварване.

Неполярните връзки са от решаващо значение в биологията: те спомагат за формирането на кислородни и пептидни връзки, които се наблюдават в веригите на аминокиселините. Молекулите с голямо количество неполярни връзки обикновено са хидрофобни.

Полярна ковалентна връзка

Полярната ковалентна връзка възниква, когато има неравномерно разпределение на електрони между двата вида, включени в обединението. В този случай един от двата атома има значително по-голяма електронегативност от другата и по тази причина ще привлече повече електрони от съюза..

Получената молекула ще има леко положителна страна (тази, която има най-ниската електронегативност) и леко отрицателна страна (с този атом с най-висока електронегативност). Той също така ще има електростатичен потенциал, което дава възможност на съединението да се свързва слабо към други полярни съединения.

Най-често срещаните полярни връзки са тези на водород с повече електроотрицателни атоми, за да образуват съединения като вода (Н2О).

свойства

В структурите на ковалентните връзки се вземат предвид редица свойства, които участват в изследването на тези съединения и спомагат за разбирането на този феномен на споделяне на електрони:

Правило за октет

Правилото за октета е формулирано от американския физик и химик Гилбърт Нютон Люис, въпреки че има учени, които са го изучавали преди него.

Това е правило, което отразява наблюдението, че атомите на представителните елементи обикновено се комбинират, така че всеки атом достига осемте електрона в своята валентна обвивка, което води до електронна конфигурация, подобна на благородните газове. Диаграми или структури на Луис се използват за представяне на тези съюзи.

Има изключения от това правило, като например за видове с непълна валентна обвивка (молекули със седем електрона като CH3, и реактивни шест-електронни видове като BH3); също така се случва в атоми с много малко електрони, като хелий, водород и литий, между другото.

резонанс

Резонансът е инструмент, използван за представяне на молекулярни структури и представляващи делокализирани електрони, където връзките не могат да бъдат изразени с единична структура на Луис..

В тези случаи електроните трябва да бъдат представени с няколко "съдействащи" структури, наречени резонансни структури. С други думи, резонансът е този термин, който предполага използването на две или повече структури на Lewis за представяне на определена молекула.

Тази концепция е изцяло човешка и няма нито една или друга структура на молекулата във всеки един момент, но тя може да съществува във всяка версия на тази (или изобщо) едновременно..

В допълнение, допринасящите (или резониращи) структури не са изомери: само позицията на електроните може да се различава, но не и ядрата на атома..

аромат-

Тази концепция се използва за описване на циклична и плоска молекула с пръстен от резонансни връзки, които показват по-голяма стабилност в сравнение с други геометрични конфигурации със същата атомна конфигурация..

Ароматните молекули са много стабилни, тъй като не се счупват лесно или обикновено реагират с други вещества. В бензола прототипът на ароматното съединение, pi (π) спрегнатите връзки се образуват в две различни резонансни структури, които образуват шестоъгълник с висока стабилност..

Зигма връзка (Σ)

Това е най-простата връзка, в която се събират две "орбитали". Сигма връзките са представени във всички прости ковалентни връзки и могат също да се появят в "р" орбитали, докато те се гледат един на друг.

Връзка pi (π)

Тази връзка е между две "р" орбитали, които са паралелни. Те са свързани една до друга (за разлика от сигма, която се свързва лице в лице) и образуват области на електронна плътност над и под молекулата.

Двойните и тройните ковалентни връзки включват една или две pi връзки и те придават на молекулата твърда форма. Pi връзките са по-слаби от сигма, тъй като има по-малко припокриване.

Видове ковалентни връзки

Ковалентните връзки между два атома могат да се образуват от двойка електрони, но те могат да бъдат образувани от две или дори три двойки електрони, така че те ще бъдат изразени като единични, двойни и тройни връзки, които са представени с различни видове връзки. връзки (връзки сигма и пи) за всеки.

Простите връзки са най-слабите, а тройките най-силните; това се случва, защото тройките са тези с най-къса дължина на връзката (най-голямата атракция) и най-високата енергия на връзката (те изискват повече енергия за счупване).

Проста връзка

Това е споделянето на една двойка електрони; това означава, че всеки участващ атом споделя един електрон. Този съюз е най-слабият и включва единична сигма връзка (σ). Тя е представена с линия между атомите; например в случай на водородна молекула (Н2):

Н-Н

Двойна връзка

В този вид връзка две споделени двойки електрони образуват връзки; четири електрона се споделят. Тази връзка включва сигма (σ) и пи (π) връзка и е представена от две тирета; например в случая на въглероден диоксид (СО2):

О = С = О

Тройна връзка

Тази връзка, най-силната, която съществува между ковалентните връзки, възниква, когато атомите споделят шест електрона или три двойки, в сингома (σ) и две pi (π). Той е представен с три ивици и може да се наблюдава в молекули като ацетилен (С2Н2):

Н-С = С-Н

Накрая, са наблюдавани четворни връзки, но те са редки и са ограничени главно до метални съединения, като хром (II) ацетат и други..

Примери

За прости връзки най-често срещаният случай е този на водорода, както може да се види по-долу:

Случаят на тройна връзка е този на азотите в азотния оксид (N2О), както се вижда по-долу, с връзките сигма и пи:

препратки

  1. Chang, R. (2007). Химия. (9-то издание). McGraw-Hill.
  2. Chem Libretexts. (Н.О.). Взето от chem.libretexts.org
  3. Anne Marie Helmenstine, P. (s.f.). Взето от thoughtco.com
  4. Lodish, H., Berk, A., Zipursky, S.L., Matsudaira, P., Baltimore, D., & Darnell, J. (2000). Молекулярна клетъчна биология. Ню Йорк: У. Х. Фрийман.
  5. Уикипедия. (Н.О.). Изтеглено от en.wikiversity.org