Atomien välille muodostuneiden kemiallisten sidosten päätyypit

Artículo revisado y aprobado por nuestro equipo editorial, siguiendo los criterios de redacción y edición de YuBrain.


Kaikki aine koostuu atomeista. Atomit ovat pieniä erityyppisiä hiukkasia, jotka liittyvät toisiinsa muodostaen molekyylejä ja muun tyyppisiä kemiallisia yhdisteitä. Se, mikä pitää eri atomit yhdessä polyatomisessa aineessa, kuten molekyylissä tai ionisessa yhdisteessä, on se, mitä kutsumme kemialliseksi sidokseksi.

Kemiallinen sidos voidaan määritellä sähköstaattiseksi voimaksi, joka pitää kaksi atomia yhdessä molempien ytimien ja elektronisten pilvien välisten vuorovaikutusten ansiosta . Koska atomeja on erilaisia, mukaan lukien metalliatomit, ei-metalliset atomit, metalloidit ja jalokaasut, voi esiintyä erilaisia ​​yhdistelmiä, joissa atomit ovat vuorovaikutuksessa eri tavoin, jolloin syntyy erilaisia ​​kemiallisia sidoksia.

Yksi atomien pääominaisuuksista, joka määrittää niiden välille muodostuvan sidoksen tyypin, on niiden metallinen luonne. Ei ole sama asia yhdistää metalliatomi toiseen, kuin yhdistää metalli ei-metalliin tai ei-metalli toiseen epämetalliin. Jopa liitettäessä kaksi epämetallia yhteen, sidos voi olla erityyppinen, riippuen näiden kahden alkuaineen elektronegatiivisuuksien erosta.

Kemiallisten sidosten tyypit ja elektronegatiivisuus

Kahden kytketyn atomin ominaisuuksista riippuen voidaan antaa erityyppisiä sidoksia. Yleisesti ottaen voimme tunnistaa neljä päätyyppiä, jotka ovat:

  • Ionisidos . _
  • Polaarinen kovalenttinen sidos .
  • Puhdas tai ei-polaarinen kovalenttinen sidos .
  • Metallinen sidos .

Tärkein ominaisuus, joka määrittää kahden atomin välille muodostuvan sidoksen tyypin, on niiden elektronegatiivisuuksien ero. Elektronegatiivisuus on atomin kyky vetää puoleensa sidoselektroneja, kun muodostuu kemiallinen sidos. Tämä on jaksollinen ominaisuus, joka kasvaa, kun siirryt alhaalta ylös jaksollisen taulukon ryhmää pitkin ja siirryt vasemmalta oikealle jakson poikki, fluorin ollessa elektronegatiivisin elementti kaikista.

Elektronegatiivisuus mitataan asteikolla 0,7 (vastaa franciumatomia, vähiten elektronegatiivinen kaikista) 4:ään (vastaa fluoria). Tämä asteikko tunnetaan Paulingin elektronegatiivisuusasteikkona , ja se on erittäin hyödyllinen kahden atomin välille muodostuvien sidostyyppien ennustamisessa.

Elektronegatiivisuuden käyttäminen sidostyypin ennustamiseen

Kun kaksi atomia sitoutuu toisiinsa, ne pyrkivät täydentämään oktettiaan, eli ne yrittävät ympäröidä itsensä yhteensä 8 valenssielektronilla. Tästä syystä, kun sidos muodostuu, syntyy välittömästi kilpailu toisen sidoselektronien säilyttämisestä.

Atomi, joka on elektronegatiivisempi, saa kaikki elektronit. Jos näin tapahtuu, tämä atomi varautuu negatiivisesti, kun taas vähemmän elektronegatiivinen, se, joka menetti elektronit, pysyy positiivisesti varautuneena. Nämä kaksi ionia vetäytyvät toisiinsa vastakkaisten varausten ansiosta, muodostaen siten ionisidoksen. Tämä on erityisen yleistä, kun sitomme metallia ei-metalliin, kuten alla näkyvään magnesiumkloridiin.

ionisidos

Toisaalta, jos molemmilla atomeilla on sama elektronegatiivisuus (mikä voi tapahtua esimerkiksi, jos molemmat atomit ovat samat), kumpikaan ei voittaisi kilpailua toisen elektroneista, joten niillä ei olisi muuta vaihtoehtoa kuin jakaa elektronit. tyydyttääkseen samanaikaisesti vastaavat oktettit. Tässä tapauksessa, koska valenssielektroneja jaetaan, sidosta kutsutaan kovalenttiseksi sidokseksi .

puhdas kovalenttinen sidos

Mutta mitä tapahtuu, jos yhdistämme kaksi atomia, joilla on samanlaiset, mutta eivät samat elektronegatiivisuudet? Siinä tapauksessa sidos ei ole täysin ioninen eikä täysin polaarinen. Näissä tapauksissa nämä kaksi atomia eivät jaa täydellisesti elektroneja, mikä tuottaa vastakkaisia ​​​​osittaisvarauksia sidoksen molemmissa päissä. Tämän tyyppisiä sidoksia kutsutaan polaarisiksi kovalenttisiksi sidoksiksi tai yksinkertaisesti polaarisiksi sidoksiksi .

polaarinen kovalenttinen sidos

Lopuksi, kun yhdistämme kaksi metallia yhteen, ei muodostu ionista eikä kovalenttista sidosta. Tässä tapauksessa muodostuu erityinen kemiallinen sidos, jota kutsutaan metallisidokseksi . Tämän tyyppisessä sidoksessa metalliatomit on yleensä pakattu kuutiorakenteeseen, kuten seuraavassa kuvassa.

metalliside
Tyypillisiä metallien kiderakenteen kuutiosoluja. Vasemmalta oikealle nämä solut ovat: yksinkertainen kuutiosolu, kasvokeskeinen kuutiosolu ja vartalokeskeinen kuutiosolu.

Perinteiset kriteerit sidostyyppien määrittelemiseksi elektronegatiivisuuden perusteella

Seuraavassa taulukossa on yhteenveto kriteereistä, joilla päätetään, onko kahden atomin välinen sidos ioninen, polaarinen kovalenttinen, ei-polaarinen vai metallinen.

linkin tyyppi elektronegatiivisuuden ero Esimerkki
ionisidos >1.7 NaCl; LiF
polaarinen sidos 0,4 ja 1,7 välillä VAI NIIN; HF; NH
ei-polaarinen kovalenttinen sidos <0.4 CH; IC
puhdas kovalenttinen sidos 0 HH; oho; FF
metalliside ei riipu elektronegatiivisuudesta Fe, Mg, Na, Ti…

Kuten taulukosta voidaan nähdä, sidos on ioninen, kun elektronegatiivisuuden ero on suurempi kuin 1,7. Sitä pidetään puhtaana kovalenttina, jos eroa ei ole tai jos ero on hyvin pieni. Jotkut kirjoittajat erottavat ensimmäisen tapauksen toisesta pitäen puhtaina kovalenttisina sidoksina vain niitä, joissa kaksi samansuuruista atomia liittyy toisiinsa, kun taas kun ero on hyvin pieni, ne luokitellaan polaarittomaksi tai apolaariseksi sidoksiksi.

Lopuksi, jos kaksi metallia sidotaan, sidos luokitellaan metallisidokseksi.

Erilaisten linkkien ominaisuudet

ionisidos

Ionisidos on saanut nimensä, koska se muodostuu kahdesta ionista, joilla on vastakkaiset varaukset. Se muodostuu, kun metalli, jolla on erittäin pieni elektronegatiivisuus, yleensä alkali- tai maa-alkalimetalli, liitetään epämetalliin, jolla on erittäin korkea elektronegatiivisuus, yleensä halogeeniin.

Tämäntyyppinen sidos ei ole suunnattu, koska elektronit eivät jaa molempia atomeja yhdistävää akselia pitkin. Ioniyhdisteiden muodostuessa ei myöskään ole mahdollista tunnistaa erillisiä yksiköitä, koska jokainen kationi voi olla useiden anionien ympäröimänä ja nämä puolestaan ​​ovat kiinnittyneet muihin kationeihin kuulumatta yksinomaan mihinkään niistä.

Yhdisteet, joissa on ionisia sidoksia, liukenevat yleensä veteen ja tuottavat liuoksia, jotka johtavat sähköä.

polaarinen kovalenttinen sidos

Tässä tapauksessa muodostuu sidos, jossa elektronit jaetaan, mutta ei tasan, jolloin syntyy osittainen negatiivinen varaus elektronegatiivisimmalle atomille ja osittain positiivinen varaus vähiten elektronegatiiviselle. Tämäntyyppinen linkki synnyttää erillisiä yksiköitä, joita kutsutaan molekyyleiksi, joissa jokainen atomi on aina kytketty samoihin muihin atomeihin.

Monilla yhdisteillä, joissa on polaarisia sidoksia, on polaarisia molekyylejä, jotka voivat liukea veteen.

Puhdas tai ei-polaarinen kovalenttinen sidos

Tämä linkki syntyy, kun kaksi identtistä atomia yhdistyy, kuten tapahtuu Cl2- , O2- ja N2 molekyyleissä . Koska elektronegatiivisuudessa ei ole eroa, elektronit jakautuvat täysin tasaisesti. Yhdisteet, jotka sisältävät vain kovalenttisia sidoksia, ovat välttämättä ei-polaarisia ja ovat yhdisteitä, jotka eivät liukene veteen.

useita kovalenttisia sidoksia

Sekä puhtaassa kovalenttisessa sidoksessa että polaarisessa sidoksessa voi esiintyä kovalenttisia sidoksia, joissa useampi kuin yksi elektronipari jaetaan, jolloin syntyy useita kovalenttisia sidoksia. Riippuen siitä, jaetaanko 2, 4 vai 6 elektronia, sidos luokitellaan yksi-, kaksois- tai kolmoiskovalenttiseksi sidokseksi.

metallista sidosta

Kuten jo aiemmin mainittiin, tämäntyyppinen sidos muodostuu metalliatomien välille. Sen tärkein ominaisuus on niin sanotun ”johtavuuskaistan” läsnäolo, jonka kautta metallin valenssielektronit voivat liikkua vapaasti puolelta toiselle. Tämä liikkumisvapaus tekee metalleista erittäin hyviä sähkönjohtimia.

Viitteet

Álvarez, DO (2021, 15. heinäkuuta). Kemiallinen sidos – käsite, sidostyypit ja esimerkit . Konsepti. https://concepto.de/enlace-quimico/

Atkins, P. ja dePaula, J. (2008). Physical Chemistry (8. painos ). Panamerican Medical Editorial.

Brown, B. (2021). Chemistry: The Central Science (11. painos ). Pearson koulutus.

Chang, R. (2008). Physical Chemistry (3. painos ). McGraw Hill.

Chang, R. ja Goldsby, K. (2013). Kemia (11. painos ). McGraw-Hill Interamericana de España SL

Paulingin elektronegatiivisuus. (2020, 15. elokuuta). Haettu osoitteesta https://chem.libretexts.org/@go/page/1328

Valverde, M. (2021, 25. toukokuuta). Miten aine muodostuu? Kemiallisten sidosten tyypit, esimerkit ja ominaisuudet . ZS Espanja. https://www.zschimmer-schwarz.es/como-se-forma-la-materia-tipos-de-enlaces-quimicos-ejemplos-y-caracteristicas/

-Mainos-

mm
Israel Parada (Licentiate,Professor ULA)
(Licenciado en Química) - AUTOR. Profesor universitario de Química. Divulgador científico.

Artículos relacionados

Liekin väritesti