Kovalentní polární vazba: vzorec, vlastnosti, vlastnosti
Chemická vazba je interakce částic (iontů nebo atomů), která se provádí v procesu výměny elektronů na poslední elektronické úrovni. Existuje několik typů takových vazeb: kovalentní (rozděluje se na nepolární a polární) a iontovou. V tomto článku budeme zabývat se prvním druhem chemických vazeb - kovalentními. A přesněji, pak v polární formě.
Kovalentní polární vazba je chemická vazba mezi valenčními elektronovými oblaky sousedních atomů. Předpona "ko-" znamená v tomto případě "společně" a základna "valenta" je přeložena jako síla nebo schopnost. Ty dva elektrony, které jsou navzájem propojeny, se nazývají elektronový pár.
Dějiny
Poprvé tento termín byl ve vědeckém kontextu používán chemikem Nobelovy ceny Irving Lenngryum. Stalo se to v roce 1919. Ve své práci vědec vysvětlil, že vazba, ve které jsou pozorovány elektrony společné pro dva atomy, se liší od kovu nebo iontů. Takže to vyžaduje zvláštní jméno.
Později, již v roce 1927, F. Londýn a V. Heitler, přičemž molekulu vodíku jako nejjednodušší model jako příklad molekuly vodíku, popsal kovalentní vazbu. Dostali se k podnikání z druhého konce a odůvodnili své pozorování pomocí kvantové mechaniky.
Podstata reakce
Proces přeměny atomového vodíku na molekulární je typická chemická látka kvalitní odpověď jehož znaménkem je velké uvolňování tepla při kombinaci dvou elektronů. Vypadá to takto: dva atomy helia se blíží k sobě, každý má jeden elektron na své dráze. Pak se tyto dvě mraky spojují a tvoří nový, podobný plášti hélia, ve kterém se již otáčí dva elektrony.
Dokončené elektronové skořápky jsou stabilnější než neúplné, takže jejich energie je mnohem nižší než u dvou samostatných atomů. Když vznikne molekula, přebytečné teplo se v životním prostředí rozptýlí.
Klasifikace
V chemii existují dva typy kovalentních vazeb:
- Kovalentní nepolární vazba, vytvořené mezi dvěma atomy téhož nekovového prvku, jako je kyslík, vodík, dusík, uhlík.
- Kovalentní polární vazba vzniká mezi atomy různých nekovů. Dobrým příkladem je molekula chlorovodíku. Když se atomy dvou prvků vzájemně spojují, nepárový elektron z vodíku částečně přechází na poslední elektronickou úroveň atomu chloru. Tak se na atomu vodíku vytvoří kladný náboj a na atomu chloru se vytvoří záporný náboj.
Donor-akceptorová vazba je také druh kovalentní vazby. Spočívá ve skutečnosti, že jeden atom dvojice poskytuje oba elektrony, stává se dárcem a hostitelský atom je považován za akceptor. Když je mezi atomy vytvořena vazba, dávka dárce se zvyšuje o jeden a akceptorový náboj se snižuje.
Semipolární komunikace - může být považována za poddruhu donora-akceptoru. Pouze v tomto případě jsou atomy kombinovány, z nichž jeden má kompletní elektronový orbitál (halogen, fosfor, dusík) a druhý má dva nepárové elektrony (kyslík). Tvorba komunikace probíhá ve dvou fázích:
- nejprve se jeden elektron oddělí od osamělého páru a připojí se k nepárovým;
- je spojeno zbývající nepárové elektrody, to znamená kovalentní polární vazba.
Vlastnosti
Polární kovalentní vazba má své vlastní fyzikálně-chemické vlastnosti, jako je směrovost, saturačnost, polarita, polarizovatelnost. Určují vlastnosti výsledných molekul.
Komunikační zaměření závisí na budoucnosti. molekulární struktura tvořené látky, jmenovitě z geometrického tvaru, které tvoří při vstupu dva atomy.
Saturace udává, kolik kovalentních vazeb může vytvořit jeden atom látky. Toto číslo je omezeno počtem vnějších atomových orbitálů.
Polarita molekuly vzniká, protože elektronový oblak, který je tvořen dvěma různými elektrony, je nerovnoměrný po celý svůj obvod. Je to způsobeno rozdílem v negativním náboji v každém z nich. Tato vlastnost určuje polární spojení nebo nepolární. Když jsou dva atomy jednoho prvku spojeny, elektronový oblak je symetrický, což znamená, že kovalentní vazba je nepolární. A jestliže jsou spojeny atomy různých prvků, vytvoří se asymetrický elektronový mrak, takzvaný dipólový moment molekuly.
Polarizovatelnost odráží, jak se aktivně elektrony v molekule pohybují pod působením vnějších fyzikálních nebo chemických činidel, jako je elektrické nebo magnetické pole, jiných částic.
Poslední dvě vlastnosti výsledné molekuly určují její schopnost reagovat s jinými polárními činidly.
Sigma Link a Pi Link
Tvorba těchto vazeb závisí na hustotě distribuce elektronů v elektronovém oblaku během tvorby molekuly.
Přítomnost hustého elektronového clusteru podél osy spojující atomové jádro, tedy ve vodorovné rovině, je charakteristická pro sigma vazbu.
Pi vazba je charakterizována kondenzací elektronových mraků v jejich průsečíku, tj. Nad a pod atomovým jádrem.
Vizualizace vztahu ve vzorcích
Například můžeme vzít atom chloru. Jeho vnější elektronická úroveň obsahuje sedm elektronů. Ve vzorci mají tři páry a jeden nepárový elektron kolem označení prvku ve formě bodů.
Pokud zaznamenáme molekulu chloru stejným způsobem, bude vidět, že dva nepárové elektrony tvořily pár, společný pro dva atomy, který se nazývá rozdělen. Kromě toho každý z nich obdržel osm elektronů.
Pravidlo dupletu oktávy
Lékař Lewis, který navrhl, jak se vytváří kovalentní polární vazba, byl první ze svých kolegů, který formuloval pravidlo vysvětlující stabilitu atomů, když jsou spojeny do molekul. Její podstatou spočívá ve skutečnosti, že se chemické vazby mezi atomy vytvářejí v případě, že se vytvoří dostatek elektronů elektronická konfigurace opakující se jako atomy ušlechtilých prvků.
To znamená, že při tvorbě molekul pro jejich stabilizaci je nezbytné, aby všechny atomy měly úplné vnější elektronické úrovni. Například atomy vodíku, které se spojují do molekuly, opakují elektronovou skořápku helia, atomy chloru, získají podobnost v elektronické rovině s argonovým atomem.
Délka připojení
Kovalentní polární vazba je mimo jiné charakterizována určitou vzdáleností mezi jádry atomů tvořících molekulu. Jsou v takové vzdálenosti od sebe, při níž je energie molekuly minimální. K tomu je nutné, aby se elektronové mraky atomů co nejvíce překrývaly. Existuje přímý poměrný vzorec mezi velikostí atomů a dlouhou vazbou. Čím je atom větší, tím delší je vazba mezi jádry.
Je možné, že atom ne tvoří, ale několik kovalentních polárních vazeb. Pak se mezi jádry tvoří tzv. Valenční úhly. Mohou být od devadesát do sto osmdesát stupňů. Určují geometrický vzorec molekuly.