Kovalentinis ryšys
Kovalentiniai ryšiai - tai cheminiai ryšiai tarp dviejų nemetalo atomų. Pavyzdys - vanduo, kuriame vandenilis (H) ir deguonis (O) susijungia į (H2O). Pilnas išorinis apvalkalas paprastai turi aštuonis elektronus, o vandenilio ar helio atveju - du. Valentiniai elektronai - tai elektronai, palyginti laisvai laikomi atomo išoriniame apvalkale. Elektronų apvalkalų struktūrą lemia kvantinė mechanika).
Elektronų skaičių atome lemia protonų skaičius atome. Elektronai skrieja aplink atomo branduolius ir yra tarsi neaiškūs orbitiniai takai aplink atomo branduolį. Pirmajame sluoksnyje yra iki dviejų elektronų. Tolesniuose sluoksniuose paprastai būna iki aštuonių. Kovalentiniai ryšiai susidaro atomams dalijantis valentiniais elektronais.
Jei, pavyzdžiui, atomas turi devynis elektronus, pirmieji du skrieja labai arti branduolio, kiti septyni - šiek tiek toliau. Septyni išoriniai elektronai yra mažiau prilaikomi nei du vidiniai elektronai, nes jie yra toliau nuo teigiamą krūvį turinčio branduolio. Jei šis atomas priartės prie kito atomo, kurio išoriniame apvalkale yra laisvai laikomas elektronas, laisvai laikomam elektronui atsiras nauja orbitalė. Ši nauja elektrono orbitalė yra susieta su abiem atomo branduoliais ir turi žemesnį energijos lygį nei pradinė elektrono orbitalė. Elektronas gali savaime į ją peršokti ir išspinduliuoti fotoną su pertekline energija. Dabar elektronas skrieja abiejų atomų orbita, todėl elektroną suteikęs atomas turi nedidelį grynąjį teigiamąjį krūvį, o kitas atomas - nedidelį grynąjį neigiamąjį krūvį. Dabar abu atomus sulaiko teigiamų ir neigiamų krūvių elektromagnetinė traukos jėga. Tai vadinama kovalentiniu ryšiu. Šiam ryšiui nutraukti reikia tiek pat energijos, kiek jos išsiskyrė jį sudarant.
Vandens molekulę sudaro vienas deguonies atomas ir du vandenilio atomai, sujungti kovalentiniu ryšiu. Šiuo atveju deguonies atomas su kiekvienu vandenilio atomu dalijasi vienu elektronu. Tai reiškia, kad deguonies atomai turi nedidelį grynąjį teigiamąjį krūvį, o vandenilio atomas - nedidelį grynąjį neigiamąjį krūvį. Dėl to deguonies ir vandenilio atomai traukia vienas kitą dėl elektromagnetinės jėgos. Dėl šios priežasties vandens molekulė yra polinė: jos krūvis pasiskirstęs netolygiai.
Vandens (H2O) kovalentiniai ryšiai
Kovalentinio ryšio tipai
Atomo orbitalės (išskyrus s orbitales) sudaro skirtingų tipų kovalentinius ryšius:
- Sigmos (σ) ryšiai yra stipriausi kovalentiniai ryšiai. Jų metu dviejų skirtingų atomų orbitalės sutampa galva į galvą. Vienintelis ryšys paprastai yra σ ryšys.
- Pi (π) ryšiai yra silpnesni ir atsiranda dėl šoninio p (arba d) orbitalės persidengimo.
- Dviguboji jungtis tarp dviejų duotų atomų turi vieną σ ir vieną π jungtį, ir
- trigubą ryšį sudaro vienas σ ir du π ryšiai.
Kovalentiniai ryšiai yra silpnesni už joninius ir turi žemesnę lydymosi temperatūrą. Be to, jos paprastai blogai praleidžia elektrą ir šilumą.
Ryšio ilgis
Chemijoje ryšio ilgis yra kovalentinio ryšio dydžio matas. Kadangi molekulės yra labai mažos, jų ilgis matuojamas pikometrais, t. y. maždaug viena milijonine milijardine metro dalimi.
Molekulių chemiją daugiausia paaiškina jų ryšiai, o ryšius lemia jų elektronų struktūra.
Benzeno brėžinys. Pavaizduoti ryšių ilgiai ir kampai.
Susiję puslapiai
- Valentingumas
Klausimai ir atsakymai
K: Kas yra kovalentinis ryšys?
Atsakymas: Kovalentinis ryšys - tai cheminis ryšys tarp dviejų nemetalų atomų, kai atomai dalijasi valentiniais elektronais. Taip sukuriama elektronų orbitalė, kuri yra susieta su abiem atomo branduoliais ir kurios energijos lygis yra žemesnis nei pradinės elektronų orbitalės. Dėl to elektroną suteikęs atomas turi nedidelį grynąjį teigiamąjį krūvį, o kitas atomas - nedidelį grynąjį neigiamąjį krūvį, kuriuos kartu laiko teigiamų ir neigiamų krūvių elektromagnetinė traukos jėga.
Klausimas: Kiek elektronų paprastai turi atomas savo išoriniame apvalkale?
A: Atomo išoriniame apvalkale paprastai būna iki aštuonių elektronų, o vandenilio arba helio atveju - du.
K: Kas lemia elektronų skaičių atome?
A: Elektronų skaičių atome lemia protonų skaičius atome.
K: Kaip susidaro kovalentiniai ryšiai?
A: Kovalentiniai ryšiai susidaro, kai atomai priartėja vienas prie kito ir vienas laisvai laikomas vieno atomo elektronas peršoka į naują orbitalę, kuri yra susieta su abiem atomo branduoliais ir turi žemesnį energijos lygį nei anksčiau. Dėl to vienas atomas turi nedidelį grynąjį teigiamąjį krūvį, o kitas - nedidelį grynąjį neigiamąjį krūvį, todėl tarp jų atsiranda elektromagnetinė traukos jėga.
K: Kokio tipo molekulė yra vanduo?
A: Vandens molekulės sudarytos iš vieno deguonies atomo ir dviejų vandenilio atomų, kuriuos jungia kovalentiniai ryšiai, todėl tai yra polinė molekulė, nes jos krūvis pasiskirstęs netolygiai.
K: Kur aplink atomų branduolius skrieja elektronai?
A: Elektronai skrieja aplink atomų branduolius kaip neaiškūs orbitiniai takai.
