-
introducere
- 1 Comunicare Educație
- 2 Tipuri de legături covalente
- 3 σ-bond și π-bond
- 4 Exemple de substanțe cu legătură covalentă Referințe
Legătura covalentă pe exemplul moleculei de metan: nivelul total de energie externă pentru hidrogen (H) este de 2 electroni, iar pentru electronii de carbon (C) - 8.
Legătura covalentă (legătura atomică, legătura homeopolară) este o legătură chimică formată prin suprapunerea (socializarea) unei perechi de nori de electroni de valență. Norii electronilor de comunicare (electroni) sunt numiți o pereche electronică comună.
Proprietățile caracteristice ale legăturii covalente - directivitatea, saturația, polaritatea, polarizabilitatea - determină proprietățile chimice și fizice ale compușilor.
Direcția legăturii se datorează structurii moleculare a substanței și formei geometrice a moleculei. Unghiurile dintre două legături se numesc legături de valență.
Saturația este capacitatea atomilor de a forma un număr limitat de legături covalente. Numărul de legături formate de un atom este limitat de numărul orbaliilor atomici externi.
Polaritatea legăturii se datorează unei distribuții neuniforme a densității electronice datorită diferențelor în electronegativitatea atomilor. Pe această bază, legăturile covalente sunt subdivizate în legături nepolare și polare.
Polarizabilitatea legăturii se exprimă prin deplasarea electronilor de legătură sub influența unui câmp electric extern, incluzând o altă particulă de reacție. Polarizabilitatea este determinată de mobilitatea electronilor. Polaritatea și polarizabilitatea legăturilor covalente determină reactivitatea moleculelor în raport cu reactivii polari.
Electronii sunt mai mobili cu cât sunt mai departe de nuclee.
1. Educația în comunicare
O legătură covalentă simplă este formată din doi electroni de valență nepartiți, unul din fiecare atom:
Ca urmare a socializării, electronii formează un nivel de energie umplut. Conexiunea se formează dacă energia totală la acest nivel este mai mică decât în starea inițială (și diferența de energie nu va fi nimic mai mult decât energia obligatorie).
Umplerea cu electroni a orbitalilor atomici (de-a lungul marginilor) și moleculare (în centru) din molecula H2. Axa verticală corespunde nivelului de energie, electronii sunt indicați de săgeți care reflectă rotirea lor.
Conform teoriei orbitalelor moleculare, suprapunerea a două orbite atomice conduce, în cel mai simplu caz, la formarea a două orbite moleculare (MO): un MO obligatoriu și un MO antibiotic (dezintegrare). Electronii agregați sunt localizați la o putere de legare mai mică MO.
2. Tipuri de legături covalente
Există trei tipuri de legături chimice covalente, care diferă în mecanismul de formare:
1. Legătura covalentă simplă. Pentru formarea sa, fiecare dintre atomi furnizează un electron neparticipat. În formarea unei legături covalente simple, încărcăturile atomice formale rămân neschimbate.
- Dacă atomii care formează o legătură simplă covalentă sunt identici, atunci încărcările adevărate ale atomilor din moleculă sunt, de asemenea, identice, deoarece atomii care formează legătura dețin în egală măsură perechea de electroni socializați. O astfel de legătură este numită o legătură covalentă nepolară. Substanțele simple au o astfel de legătură, de exemplu: O2. N2. Cl2. Dar nu numai nemetalele de un singur tip pot forma o legătură covalentă nepolară. legătură covalentă nepolară pot forma, de asemenea, elemente de nemetale, care are o importanță egală electronegativitate, de exemplu, în molecula de legătură PH3 covalentă este un non-polar, deoarece hidrogenul este EO EO fosfor.
- Dacă atomii sunt diferiți, atunci gradul de proprietate al perechii de electroni socializați este determinat de diferența dintre electronegativitățile atomilor. Un atom cu o mai mare electronegativitate atrage mai mult la sine o pereche de electroni de legare, iar încărcarea sa adevărată devine negativă. Un atom cu o electronegativitate mai mică dobândește, respectiv, o sarcină pozitivă de aceeași mărime. Dacă un compus este format între două nemetale diferite, atunci un astfel de compus este numit o legătură polară covalentă.
2. Legătura donator-acceptor. Pentru a genera acest tip de legătura covalentă, ambii electroni sunt furnizați de unul dintre atomii donatori. Cel de-al doilea atom care participă la formarea legăturii se numește acceptor. În molecula formată, sarcina oficială a donatorului crește cu una, iar sarcina oficială a acceptorului scade cu una.
3. Legătura semipolară. Poate fi considerată o legătură polar-donor-acceptor. Acest tip de o legătură covalentă se formează între un atom având o pereche de electroni unshared (azot, fosfor, sulf, halogeni și m. P.) și atomul cu doi electroni nepereche (oxigen, sulf). Formarea unei legături șapte polare are loc în două etape:
1. Transferul unui electron dintr-un atom cu o pereche de electroni nepereche la un atom cu doi electroni neparticipati. Ca rezultat, un atom cu o pereche de electroni unshared este convertit la cation radicalul (particule încărcate pozitiv cu un electron nepereche) și atomul cu doi electroni nepereche - un anion radical (particule încărcate negativ cu un electron nepereche). 2. Socializarea electronilor neparticipați (ca în cazul unei legături covalente simple).
În formarea unei legături de șapte poli, un atom cu o pereche de electroni nepereche crește încărcătura formală cu unul, iar un atom cu doi electroni neparticipați își micșorează încărcătura formală cu unul.
3. Σ-bond și π-bond
Sigma (σ) -, pi (π) -bond - o descriere aproximativă a tipurilor de legături covalente în moleculele de compuși diferiți, σ-bond este caracterizat prin aceea că densitatea norului de electroni este maximă de-a lungul axei care unește nucleele atomilor. In formarea π -bond efectuat așa-numita suprapunere laterală a norilor de electroni, iar densitatea norului de electroni este maximal „mai sus“ și „jos“, planul σ-legătura. De exemplu, luați etilenă, acetilenă și benzen.
În molecula de etilenă C2H4 există o dublă legătură CH2 = CH2. formula electronică: H: C :: C: H. Nucleul tuturor atomilor de etilenă este localizat în același plan. Trei nori de electroni ai fiecărui atom de carbon formează trei legături covalente cu alți atomi în același plan (cu unghiuri între ele de aproximativ 120 °). Norul celui de-al patrulea electron de valență al atomului de carbon este situat deasupra și dedesubtul planului moleculei. Astfel de nori de electroni ai ambilor atomi de carbon, parțial suprapuși peste și sub nivelul moleculei, formează oa doua legătură între atomii de carbon. Prima legătură puternică covalentă dintre atomii de carbon se numește σ-bond; a doua legătură covalentă mai mică se numește legătura π.
În molecula liniară de acetilenă
H-C = C-H (H: C, H)
Există legături σ între atomii de carbon și hidrogen, o legătură σ între doi atomi de carbon și două legături π între aceiași atomi de carbon. Două legături π sunt situate deasupra sferei de acțiune a legăturii σ în două planuri reciproc perpendiculare.
Toți cei șase atomi de carbon din molecula benzenului ciclic C6H6 se află în același plan. Între atomii de carbon din planul inelului, legăturile σ-acționează; aceleași legături există pentru fiecare atom de carbon cu atomi de hidrogen. Atomii de carbon consumă trei electroni pentru a realiza aceste legături. Norii celor patru electroni de valență de atomi de carbon având forma opt sunt perpendicular pe planul moleculei de benzen. Fiecare astfel de nor se suprapune în mod egal cu norii electronici ai atomilor de carbon vecini. În molecula benzenică, nu se formează trei legături π separate, ci un singur sistem de electroni π de șase electroni, comun tuturor atomilor de carbon. Legăturile dintre atomii de carbon din molecula benzenului sunt exact aceleași.
4. Exemple de substanțe cu o legătură covalentă
O simplă legătură covalentă atomii legat în moleculele de gaz simplu (H2. Cl2 și colab.) Și compușii (H2O, NH3. CH4. CO2. HCl și colab.). Compușii cu legătura donor-acceptor sunt cation de amoniu NH4 +. anion tetrafluoroborat BF4 - etc. Compuși cu o legătură semipolară - oxid de azot N2O, O - PCl3 +.
Cristale cu dielectrice de lipire covalente sau semiconductori. Exemple tipice de cristale atomice (atomii în care legăturile covalente (atomice) sunt legate împreună pot fi diamant, germaniu și siliciu.
Singura substanță cunoscută cu un exemplu de legătură covalentă între un metal și carbon este cianocobalamina, cunoscută sub numele de vitamina B12.
literatură
- "Dicționar encyclopedic chimic", M. "Enciclopedia sovietică", 1983, p.264.