Übliche Beispiele für kovalente Verbindungen

Es gibt zwei allgemeine Klassen chemischer Verbindungen in der Natur. Einige stammen von den verschiedenen biochemischen Prozessen, die das Leben hervorbringen, und werden als organische Verbindungen bezeichnet. Die anderen sind chemische Substanzen, die irgendwo im Universum ohne das Eingreifen von Lebewesen entstehen und das bilden, was wir als anorganische Materie kennen. In beiden Fällen können die Verbindungen sowohl ionisch als auch kovalent sein.

In diesem Artikel werden wir einige Beispiele für kovalente Verbindungen untersuchen, die nach ihrem Ursprung und ihrer Polarität klassifiziert sind.

Was sind kovalente Verbindungen?

Eine Verbindung ist eine Substanz, die durch die Vereinigung von zwei oder mehr chemischen Elementen gebildet wird, wie Wasser (H ₂ O), das aus Wasserstoff und Sauerstoff besteht, oder Kohlendioxid (CO ₂ ), das aus Kohlenstoff und Sauerstoff besteht . . .

Ob organisch oder anorganisch, je nach Art der chemischen Bindung, durch die die Atome zu einer Verbindung verbunden sind, kann es sich um eine ionische oder kovalente Verbindung handeln. Kovalente Verbindungen sind solche, bei denen alle konstituierenden Atome durch kovalente Bindungen miteinander verbunden sind, d. h. Bindungen, bei denen die Valenzelektronen zwischen den verbundenen Atomen geteilt werden.

Diese Art von Bindung tritt auf, wenn die gebundenen Atome ähnliche Elektronegativitäten haben, die sich nicht um mehr als 1,7 Einheiten (auf der Pauling-Skala) voneinander unterscheiden.

Arten von kovalenten Verbindungen

Kovalente Verbindungen können organischen oder anorganischen Ursprungs sein. Darüber hinaus können Moleküle abhängig davon, ob die kovalenten Bindungen polar oder unpolar sind, und abhängig von der Molekülgeometrie sowohl polar als auch unpolar sein. Daraus ergeben sich insgesamt vier Klassen kovalenter chemischer Verbindungen:

• Unpolare organische kovalente Verbindungen
• Polare organische kovalente Verbindungen
• Unpolare anorganische kovalente Verbindungen
• Polare anorganische kovalente Verbindungen

Welche Elemente verbinden sich zu kovalenten Verbindungen?

Kovalente Verbindungen werden fast ausschließlich zwischen Elementen gebildet, die im Periodensystem sehr nahe beieinander liegen, hauptsächlich zwischen nichtmetallischen Elementen (obwohl es einige Ausnahmen gibt). Ein Beispiel hierfür sind organische Verbindungen, die aus Kohlenstoff und einem oder mehreren der folgenden Elemente bestehen: H, N, O, S, P und/oder etwas Halogen. Der Unterschied in den Elektronegativitäten zwischen diesen Elementen ist immer gering genug, um kovalente Bindungen (entweder polar oder unpolar) hervorzurufen, weshalb fast alle organischen Verbindungen kovalent sind.

Das gleiche passiert mit vielen der anorganischen Verbindungen, die von Nichtmetallen gebildet werden. Beispielsweise sind Säureoxide (die zwischen Sauerstoff und einem anderen Nichtmetall gebildet werden) kovalente Oxide, die die kovalente OX-Bindung selbst dann beibehalten, wenn sie mit Wasser oder einem Metall reagieren.

Verbindungen, die durch die Vereinigung von Metallen gebildet werden, gelten nicht als kovalente Verbindungen, da in diesem Fall metallische, nichtkovalente Bindungen gebildet werden. Schließlich sind die meisten zwischen Metallen und Nichtmetallen gebildeten Verbindungen eher ionisch (z. B. ionische Oxide, binäre oder Halogenidsalze und Oxysalze) als kovalent. Es gibt jedoch einige Ausnahmen, da bekannt ist, dass saure Oxide von Übergangsmetallen wie Chrom, Mangan, Wolfram (und andere) kovalente Verbindungen sind.

Nachfolgend sehen wir 20 spezifische Beispiele für jeden dieser Typen von kovalenten Verbindungen.

Beispiele für unpolare organische kovalente Verbindungen

1.- Methan (CH ₄ )

Es ist die einfachste organische Verbindung. Dieser Kohlenwasserstoff ist aufgrund der Symmetrie des Moleküls, in dem sich alle kleinen Dipolmomente der kovalenten CH-Bindungen aufheben, eine völlig unpolare kovalente Verbindung.

2.- Cyclopropan (C ₃ H ₆ )

Ein weiteres Beispiel für einen unpolaren Kohlenwasserstoff, in diesem Fall das einfachstmögliche zyklische Alkan.

3.- Benzol (C ₆ H ₆ )

Benzol ist ein aromatischer Kohlenwasserstoff. Es ist ein perfekt symmetrisches und völlig unpolares planares Molekül.

4.- Anthracen (C ₁₀ H ₈ )

Wie Benzol ist auch Anthracen ein unpolarer kovalenter Aromat. Es ist der einfachste polyzyklische aromatische Kohlenwasserstoff von allen.

5.- p-Benzochinon (C ₆ H ₄ O ₂ )

p-Benzochinon ist ein planares cyclisches Diketon, bei dem sich die Dipolmomente der beiden C=O-Bindungen aufheben, weil sie in entgegengesetzte Richtungen weisen. Dies macht es zu einem Beispiel für eine kovalente Verbindung, obwohl es polare Bindungen besitzt.

Beispiele für polare organische kovalente Verbindungen

6.- o-Benzochinon (C ₆ H ₄ O ₂ )

Im Gegensatz zum obigen Beispiel weisen die Carbonylgruppen (C=O) des ortho-Isomers von Benzochinon nicht in entgegengesetzte Richtungen, sondern beide zeigen ungefähr in die gleiche Richtung. Die Dipolmomente dieser beiden Bindungen addieren sich zu einem polaren organischen Molekül.

7.-Ethanol (CH ₃ CH ₂ OH)

Ethanol ist einer der am häufigsten verwendeten Alkohole in der Industrie. Es ist der zweiteinfachste Alkohol, den es gibt, und dank der Polarität der CO- und OH-Bindungen eine polare organische kovalente Verbindung.

8.- Methylamin (CH ₃ NH ₂ )

Dies ist das einfachste Mitglied der Amine, einer Familie organischer Verbindungen, die von Ammoniak abgeleitet sind. Die NH- und CN-Bindungen sind polar. Darüber hinaus macht die Tatsache, dass Stickstoff eine trigonale Pyramidengeometrie hat, das gesamte Molekül polar.

9.- Aceton (CH ₃ COCH ₃ )

Wie im Benzochinon-Beispiel besitzt Aceton eine Carbonylgruppe mit einer polaren C=O-Bindung, der kein anderes Dipolmoment entgegenwirkt, was das Keton zu einer polaren organischen kovalenten Verbindung macht.

10.- 1,1,1-Trifluorethan (CF ₃ CH ₃ )

Fluor ist das elektronegativste Element im Periodensystem, was die CF-Bindung zu einer stark polaren kovalenten Bindung macht. Aufgrund der tetraedrischen Anordnung von Atomen um jeden Kohlenstoff erzeugen die drei Fluoratome in 1,1,1-Trifluorethan ein Netto-Dipolmoment, das dieses Molekül zu einer polaren kovalenten Verbindung macht.

Beispiele unpolarer anorganischer kovalenter Verbindungen

11.- Kohlendioxid (CO ₂ )

Obwohl Kohlendioxid ein Produkt der Zellatmung ist, gilt es als anorganische Verbindung. Dieses Gas hat zwei identische polare kovalente Bindungen, die in entgegengesetzte Richtungen zeigen, sodass das Molekül als Ganzes unpolar ist.

12.- Boran (BH ₃ )

Boran ist eine planare Verbindung mit trigonaler planarer Geometrie, bei der die Wasserstoffatome auf die Ecken eines gleichseitigen Dreiecks zeigen. Dadurch werden alle Dipolmomente der drei BH-Bindungen aufgehoben, wodurch eine unpolare kovalente Verbindung entsteht.

13.- Distickstofftetroxid (N ₂ O ₄ )

Die NO-Bindung ist eine leicht polare kovalente Bindung und die NN-Bindung ist eine vollständig unpolare kovalente Bindung, was N ₂ O ₄ zu einem Beispiel einer kovalenten Verbindung macht. Außerdem hebt die Symmetrie des Moleküls wie in anderen Fällen die Dipolmomente auf und verwandelt es in eine unpolare Verbindung. Distickstofftetroxid ist wie alle Stickoxide eine anorganische Verbindung.

14.- Schwefelhexafluorid (SF ₆ )

Dies ist ein weiteres Beispiel für eine kovalente Verbindung, die polare kovalente Bindungen aufweist, aber aufgrund ihrer großen Symmetrie (in diesem Fall oktaedrisch) zu einem unpolaren Molekül führt.

15.- Schwefelkohlenstoff (CS ₂ )

Dies ist eine Verbindung, die Kohlendioxid sehr ähnlich ist und die gleichen Eigenschaften aufweist, und ist somit ein weiteres Beispiel für eine unpolare kovalente anorganische Verbindung.

Beispiele für polare anorganische kovalente Verbindungen

16.- Wasser (H ₂ O)

Wasser ist eine der am häufigsten vorkommenden chemischen Verbindungen auf der Erde. Sie bedeckt zwei Drittel der Erdoberfläche und ist die Grundlage des Lebens. Wasser wird jedoch als anorganische Verbindung betrachtet. Die OH-Bindung ist eine stark polare kovalente Bindung, und das Molekül hat eine Winkelgeometrie, was Wasser zu einem polaren Molekül macht.

17.- Kohlenmonoxid (CO)

Dieses giftige Gas, das als Nebenprodukt der unvollständigen Verbrennung organischer Verbindungen entsteht, hat eine polare kovalente Dreifachbindung zwischen Kohlenstoff und Sauerstoff. Es ist eines der einfachsten Beispiele für polare anorganische kovalente Verbindungen.

18.- Schwefelwasserstoff (H ₂ S)

Dies ist eine Verbindung mit strukturellen Eigenschaften, die dem Wasser sehr ähnlich sind, da Schwefel Teil der Sauerstoffgruppe im Periodensystem ist. Es ist daher eine polare kovalente Verbindung.

19.- Stickstoffmonoxid (NO)

Aus den gleichen Gründen, aus denen Kohlenmonoxid eine polare kovalente Verbindung ist, ist es auch Stickstoffmonoxid. Es ist auch eine gefährlich reaktive Substanz, weil es ein freies Radikal ist.

20.- Ammoniak (NH ₃ )

Ammoniak bildet die Basis von Aminen, gilt aber als anorganische Verbindung. Wie im Methylamin-Beispiel hat der Stickstoff in Ammoniak eine trigonale Pyramidengeometrie, sodass alle Dipolmomente eine Komponente haben, die in die gleiche Richtung zeigt, was dem Molekül ein Netto-Dipolmoment verleiht.

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