Główne rodzaje wiązań chemicznych powstających między atomami

Cała materia składa się z atomów. Atomy to maleńkie cząsteczki różnych typów, które łączą się, tworząc cząsteczki i inne rodzaje związków chemicznych. To, co utrzymuje razem różne atomy w substancji wieloatomowej, takiej jak cząsteczka lub związek jonowy, nazywamy wiązaniem chemicznym.

Wiązanie chemiczne można zdefiniować jako siłę o charakterze elektrostatycznym, która utrzymuje razem dwa atomy dzięki oddziaływaniom między jądrami i obłokami elektronowymi obu . Ponieważ istnieją różne rodzaje atomów, w tym atomy metali, atomy niemetali, metaloidy i gazy szlachetne, mogą wystąpić różne kombinacje, w których atomy oddziałują na różne sposoby, dając początek różnym typom wiązań chemicznych.

Jedną z głównych cech atomów, która decyduje o rodzaju wiązania, które powstanie między nimi, jest ich metaliczny charakter. Połączenie atomu metalu z innym nie jest tym samym, co połączenie metalu z niemetalem lub niemetalu z innym niemetalem. Nawet przy łączeniu ze sobą dwóch niemetali wiązanie może być różnego typu, w zależności od różnicy elektroujemności tych dwóch pierwiastków.

Rodzaje wiązań chemicznych i elektroujemność

W zależności od właściwości dwóch połączonych atomów można podać różne rodzaje wiązań. Ogólnie rzecz biorąc, możemy wyróżnić cztery główne typy, którymi są:

• Wiązanie jonowe .
• Polarne wiązanie kowalencyjne .
• Czyste lub niespolaryzowane wiązanie kowalencyjne .
• Metaliczne wiązanie .

Najważniejszą właściwością, która określa rodzaj wiązania, które powstanie między dwoma atomami, jest różnica między ich elektroujemnościami. Elektroujemność to zdolność atomu do przyciągania wiążących elektronów, gdy tworzy się wiązanie chemiczne. Jest to właściwość okresowa, która wzrasta w miarę przesuwania się od dołu do góry wzdłuż grupy w układzie okresowym oraz w miarę przesuwania się od lewej do prawej w całym okresie, ponieważ fluor jest najbardziej elektroujemnym pierwiastkiem ze wszystkich.

Elektroujemność mierzy się w skali od 0,7 (co odpowiada atomowi franka, najmniej elektroujemnemu ze wszystkich) do 4 (co odpowiada fluorowi). Ta skala jest znana jako skala elektroujemności Paulinga i jest bardzo przydatna do przewidywania rodzaju wiązań, które utworzą się między dwoma atomami.

Wykorzystanie elektroujemności do przewidywania typu wiązania

Kiedy dwa atomy wiążą się ze sobą, starają się uzupełnić swój oktet, to znaczy starają się otoczyć łącznie 8 elektronami walencyjnymi. Z tego powodu, gdy tworzy się wiązanie, natychmiast pojawia się konkurencja o utrzymanie wiążących elektronów drugiego.

Atom, który jest bardziej elektroujemny, dostaje wszystkie elektrony. Jeśli tak się stanie, atom ten zostanie naładowany ujemnie, podczas gdy mniej elektroujemny, ten, który utracił elektrony, pozostaje naładowany dodatnio. Te dwa jony są przyciągane do siebie dzięki ich przeciwnym ładunkom, tworząc w ten sposób wiązanie jonowe. Jest to szczególnie powszechne, gdy łączymy metal z niemetalem, takim jak pokazany poniżej chlorek magnezu.

Z drugiej strony, jeśli oba atomy mają taką samą elektroujemność (co może się zdarzyć, na przykład, gdy oba atomy są takie same), żaden z nich nie wygrałby konkurencji o elektrony drugiego, więc nie miałby innego wyboru, jak tylko dzielić elektrony. w celu jednoczesnego spełnienia ich odpowiednich oktetów. W tym przypadku, ponieważ elektrony walencyjne są wspólne, wiązanie nazywa się wiązaniem kowalencyjnym .

Ale co się stanie, jeśli połączymy dwa atomy, które mają podobne, ale nie takie same elektroujemności? W takim przypadku wiązanie nie będzie ani całkowicie jonowe, ani całkowicie polarne. W takich przypadkach dwa atomy nie dzielą idealnie elektronów, generując przeciwne ładunki cząstkowe na każdym końcu wiązania. Tego typu wiązania nazywane są polarnymi wiązaniami kowalencyjnymi lub po prostu wiązaniami polarnymi .

Wreszcie, kiedy łączymy ze sobą dwa metale, nie powstaje ani wiązanie jonowe, ani kowalencyjne. W tym przypadku powstaje specjalny rodzaj wiązania chemicznego, zwany wiązaniem metalicznym . W tego typu wiązaniu atomy metalu są zwykle upakowane w sześcienną strukturę, jak pokazano na poniższym rysunku.

Konwencjonalne kryteria definiowania typów wiązań na podstawie elektroujemności

Poniższa tabela podsumowuje kryteria decydujące, czy wiązanie między dwoma atomami będzie jonowe, polarne kowalencyjne, niepolarne czy metaliczne.

Jak widać w tabeli, wiązanie będzie jonowe, gdy różnica elektroujemności będzie większa niż 1,7. Uważa się, że jest czysty kowalencyjny, jeśli nie ma różnicy lub różnica jest bardzo mała. Niektórzy autorzy odróżniają pierwszy przypadek od drugiego, uznając za czyste wiązania kowalencyjne tylko te, w których łączą się dwa równe atomy, natomiast gdy różnica jest bardzo mała, klasyfikuje się je jako wiązania niepolarne lub apolarne.

Wreszcie, jeśli łączone są dwa metale, wówczas wiązanie jest klasyfikowane jako wiązanie metaliczne.

Charakterystyka różnych rodzajów linków

wiązanie jonowe

Wiązanie jonowe jest tak nazwane, ponieważ jest utworzone przez dwa jony o przeciwnych ładunkach. Powstaje, gdy metal o bardzo niskiej elektroujemności, zwykle metal alkaliczny lub metal ziem alkalicznych, łączy się z niemetalem o bardzo wysokiej elektroujemności, zwykle z halogenem.

Ten rodzaj wiązania nie jest kierunkowy, ponieważ elektrony nie są dzielone wzdłuż osi łączącej oba atomy. Nie jest również możliwe rozpoznanie odrębnych jednostek, gdy powstają związki jonowe, ponieważ każdy kation można znaleźć w otoczeniu wielu anionów, które z kolei są przyłączone do innych kationów, nie należąc wyłącznie do żadnego z nich.

Związki z wiązaniami jonowymi są na ogół rozpuszczalne w wodzie i tworzą roztwory przewodzące prąd elektryczny.

spolaryzowane wiązanie kowalencyjne

W tym przypadku powstaje wiązanie, w którym elektrony są dzielone, ale nie równo, generując częściowy ładunek ujemny na najbardziej elektroujemnym atomie i częściowo dodatni ładunek na najmniej elektroujemnym. Ten typ połączenia prowadzi do powstania odrębnych jednostek zwanych cząsteczkami, w których każdy atom jest zawsze połączony z tymi samymi innymi atomami.

Wiele związków z wiązaniami polarnymi ma cząsteczki polarne, które mogą stać się rozpuszczalne w wodzie.

Czyste lub niespolaryzowane wiązanie kowalencyjne

To połączenie występuje, gdy łączą się dwa identyczne atomy, jak to ma miejsce w cząsteczkach Cl ₂ , O ₂ i N ₂ . Ponieważ nie ma różnicy w elektroujemności, elektrony są dzielone idealnie równo. Związki zawierające tylko wiązania kowalencyjne są z konieczności niepolarne i są związkami nierozpuszczalnymi w wodzie.

wielokrotne wiązania kowalencyjne

Zarówno w czystym wiązaniu kowalencyjnym, jak i polarnym, mogą wystąpić wiązania kowalencyjne, w których współdzielona jest więcej niż jedna para elektronów, co prowadzi do powstania wielu wiązań kowalencyjnych. W zależności od tego, czy 2, 4 czy 6 elektronów jest wspólnych, wiązanie zostanie sklasyfikowane odpowiednio jako pojedyncze, podwójne lub potrójne wiązanie kowalencyjne.

metaliczne wiązanie

Jak już wspomniano wcześniej, ten rodzaj wiązania powstaje między atomami metali. Jego najważniejszą cechą jest obecność tak zwanego „pasma przewodnictwa”, przez które elektrony walencyjne metalu mogą swobodnie przemieszczać się z jednej strony na drugą. Ta swoboda ruchu sprawia, że ​​metale są bardzo dobrymi przewodnikami elektryczności.

Bibliografia

Álvarez, DO (2021, 15 lipca). Wiązanie chemiczne – Pojęcie, rodzaje wiązań i przykłady . Pojęcie. https://concepto.de/enlace-quimico/

Atkins, P. i dePaula, J. (2008). Chemia fizyczna ( ^wyd . 8). Panamerican Medical Editorial.

Brązowy, B. (2021). Chemia: The Central Science ( ^wyd . 11). Edukacja Pearsona.

Chang, R. (2008). Chemia fizyczna ( ^wyd . 3). Wzgórze McGrawa.

Chang, R. i Goldsby, K. (2013). Chemia ( ^wyd . 11 ). McGraw-Hill Interamericana de España SL

Elektroujemność Paulinga. (2020, 15 sierpnia). Pobrane z https://chem.libretexts.org/@go/page/1328

Valverde, M. (2021, 25 maja). Jak powstaje materia? Rodzaje wiązań chemicznych, przykłady i charakterystyka . ZS Hiszpania. https://www.zschimmer-schwarz.es/como-se-forma-la-materia-tipos-de-enlaces-quimicos-ejemplos-y-caracteristicas/