מאפייני קישור קוולנטיים, מאפיינים, סוגי ודוגמאות

ה אג"ח קוולנטיות הם סוג של איחוד בין אטומים המרכיבים מולקולות באמצעות שיתוף של זוגות אלקטרונים. קישורים אלה, המייצגים איזון יציב למדי בין כל מינים, מאפשרים לכל אטום להשיג את היציבות של התצורה האלקטרונית שלו.

קישורים אלה נוצרים בגרסאות בודדות, כפולות או משולשות, ויש להם תווים קוטביים ולא קוטביים. אטומים יכולים למשוך מינים אחרים, ובכך לאפשר היווצרות של חומרים כימיים. איחוד זה יכול להתרחש על ידי כוחות שונים, יצירת אטרקציה חלשה או חזקה, או תווים יוניים או על ידי חילופי אלקטרונים.

איגרות קוולנטיות נחשבות לאיגודים "חזקים". בניגוד קשרים חזקים אחרים (קשרים יוניים), קוולנטיים קרובות להתרחש אטומים שאינם מתכת זיקות דומות אשר אלקטרונים (electronegativities הדומה), גורמים קשרים קוולנטיים חלשים ודורשים פחות אנרגיה כדי לשבור.

בסוג זה של הצמדה אך בדרך כלל מכנה בשם כלל אוקטט כדי להעריך את מספר האטומים משותפים: כלל זה קובע כי כל אטום במולקולה דורש שמונה אלקטרונים ערכיים להיות יציב. באמצעות שיתוף, אלה חייבים להשיג אובדן או רווח של אלקטרונים בין המינים.

אינדקס

• 1 מאפיינים
  • 1.1 איגרת קוולנטית שאינה קוטבית
  • 1.2 אג"ח קוולארית קוטבית
• 2 מאפיינים
  • 2.1 כלל בייטים
  • 2.2 תהודה
  • 2.3 ארומטיות
• 3 סוגי הקשרים קוולנטיים
  • 3.1 קישור פשוט
  • 3.2 קישור כפול
  • 3.3 קישור משולש
• 4 דוגמאות
• 5 הפניות

תכונות

קשרים קוולנטיים מושפעים מהמאפיין החשמלי של כל אחד מהאטומים המעורבים באינטראקציה של זוגות אלקטרונים; כאשר יש לך אטום עם electronegativity הרבה יותר גדול מזה של האטום השני באיגוד, קשר קוולנטי הקוטב ייווצר.

עם זאת, כאשר שני האטומים יש נכס electronegative דומה, אג"ח קוולנטי שאינו קוטבי תוקם. זה קורה כי האלקטרונים של המינים electronegative ביותר יהיה קשור יותר אטום זה מאשר במקרה של electronegative לפחות.

ראוי לציין כי שום קשר קוולנטי אינו שווה לחלוטין, אלא אם שני האטומים מעורבים זהים (ולכן, יש electronegativity אותו).

הסוג של קשר קוולנטי תלוי ההבדל אלקטרושליליות בין מינים, שבו ערך בין 0 ו 0.4 תוצאות אג"ח הלא-קוטבי, ועל הבדל של 0.4 כדי 1.7 תוצאות באג"ח פולאר (את אג"ח יוניות מופיעות מ -1.7).

איגוד קוולנטי שאינו קוטבי

הקשר הקווולרי הלא קוטבי נוצר כאשר האלקטרונים משותפים באופן שווה בין אטומים. זה קורה בדרך כלל כאשר שני אטומים יש זיקה אלקטרונית דומה או שווה (אותו מין). ככל שדומה יותר לערכים של זיקה אלקטרונית בין האטומים המעורבים, כך תהיה המשיכה חזקה יותר.

זה קורה בדרך כלל במולקולות גז, הידוע גם בשם אלמנטים diatomic. הקווים הקוביים הלא קוטביים פועלים באותה טבע כמו הקוטב (האטום של electronegativity גבוהה ימשוך את האלקטרונים או האלקטרונים של האטום השני חזק יותר).

עם זאת, במולקולות הדיאטומיות, האלקטרונאטיות מתבטלת משום שהן שוות ומביאות לעומס אפס.

הקשרים הלא קוטביים חיוניים בביולוגיה: הם עוזרים ליצור את קשרי החמצן והפפטיד הנראים ברשתות חומצות האמינו. מולקולות עם כמות גבוהה של קשרים שאינם קוטביים הם בדרך כלל הידרופובי.

קשר קוולרי פולארי

הקשר הקובלי הקוטבי מתרחש כאשר קיים שיתוף לא שווה של אלקטרונים בין שני המינים המעורבים באיגוד. במקרה זה, אחד משני האטומים יש electronegativity הרבה יותר גדול מאשר אחרים, ומסיבה זו זה ימשוך אלקטרונים יותר מן האיחוד.

מולקולה וכתוצאה מכך יהיה צד חיובי מעט (כי יש את electronegativity הנמוך ביותר), וכן צד שלילי מעט (עם אטום זה עם electronegativity הגבוהה ביותר). זה יהיה גם פוטנציאל אלקטרוסטטי, נותן המתחם את היכולת לקשור חלש לתרכובות קוטב אחרים.

הקשרים הקוטביים הנפוצים ביותר הם אלה של מימן עם אטומים electronegative יותר כדי ליצור תרכובות כגון מים (H₂O).

מאפיינים

במבנים של הקשרים קוולנטיים, סדרה של נכסים המעורבים במחקר של האיגודים האלה נלקחים בחשבון ומסייעים להבין את התופעה של שיתוף האלקטרון:

חוק אוקטט

חוק אוקטט נוסח על ידי הפיזיקאי והכימאי האמריקאי גילברט ניוטון לואיס, אף על פי שהיו מדענים שחקרו זאת לפניו.

זהו כלל אצבע המשקפת את שלף אטום אלמנטי נציגים בדרך כלל משולבים כך שכל אטום מגיע שמונה אלקטרונים בקליפה הערכית שלה, מה שמוביל יש גזי אצילי תצורת אלקטרונים דומים. דיאגרמות לואיס או מבנים משמשים לייצג איגודים אלה.

יש חריגים לכלל זה, כגון עבור מינים עם פגז valence פגום (מולקולות עם שבעה אלקטרונים כמו CH₃, ואת תגובתי שישה מינים אלקטרונים כמו BH₃); זה קורה גם אטומים עם אלקטרונים מעטים מאוד, כגון הליום, מימן ליתיום, בין היתר.

תהודה

תהודה היא כלי המשמש לייצג מבנים מולקולריים מייצגים אלקטרונים delocalized שבו האג"ח לא יכול לבוא לידי ביטוי עם מבנה יחיד לואיס.

במקרים אלה האלקטרונים חייבים להיות מיוצגים עם כמה מבנים "תורמים", הקרויים מבנים מהדהדים. במילים אחרות, תהודה היא מונח זה המציע את השימוש של שני מבנים או יותר לואיס לייצג מולקולה מסוימת.

מושג זה הוא אנושי לחלוטין, ואין מבנה אחד או אחר של המולקולה בכל זמן נתון, אבל הוא יכול להתקיים בכל גרסה של זה (או בכלל) באותו זמן.

בנוסף, המרכיבים התורמים (או מהדהדים) אינם איזומרים: רק המיקום של האלקטרונים יכול להיות שונה, אך לא גרעיני האטום.

ארומטיות

מושג זה משמש לתיאור מולקולה מחזורית ושטוחה עם טבעת של איגרות מהדהדות המעידות על יציבות גבוהה יותר מאשר הסדרים גיאומטריים אחרים עם אותה תצורה אטומית.

המולקולות הארומטיות יציבות מאוד, שכן הן אינן נשברות בקלות או מגיבות בדרך כלל עם חומרים אחרים. בבנזין, התרכובת ארומטי אב טיפוס, pi (π) אג"ח מצומדות נוצרים בשני מבנים מהדהדים מובהקים, אשר יוצרים משושה עם יציבות גבוהה.

קישור סיגמא (σ)

זהו הקישור הפשוט ביותר, שבו שני "אורביטלים" לבוא יחד. אג"ח סיגמא מוצגים בכל הקשרים קוולנטיים פשוטים, והוא עשוי להתרחש גם במסלולים "p", בעוד אלה מסתכלים אחד על השני.

קישור pi (π)

קשר זה הוא בין שני "אורביטלים" מקביליים במקביל. הם מצטרפים זה לצד זה (בניגוד לסיגמא, המצטרפת פנים אל פנים) וצורות של צפיפות אלקטרונית מעל ומתחת למולקולה.

קשרים קוולנטיים כפולים וקשרים משולשים אחד או שניים איגודי pi, ואלה מעניקים למולקולה צורה נוקשה. קישורים פי חלשים יותר סיגמא, שכן יש חפיפה פחות.

סוגי קשרים קוולנטיים

קוולנטיים הקשר בין שני אטומי יכול להיווצר על ידי זוג אלקטרונים, אך הוא עשוי גם להיווצר על ידי שניים או אפילו שלושה זוגות ממנו, כך אלה מבוטאים בודד, כפול או משולש, אשר מייצגים סוגים שונים של צמתים (סיגמא ו pi קישורים) עבור כל אחד.

הקישורים הפשוטים הם החלשים והמשולשים החזקים ביותר; זה קורה כי המשולשים הם אלה עם אורך הקישור הקצר ביותר (האטרקציה הגדולה ביותר) ואת האנרגיה הקישור הגבוה ביותר (הם דורשים יותר אנרגיה לשבור).

קישור פשוט

זה שיתוף של זוג אחד של אלקטרונים; כלומר, כל אטום מעורב מניות אלקטרונים בודדים. איחוד זה הוא החלש ביותר והוא כרוך בסיגמה יחידה (σ). הוא מיוצג עם קו בין האטומים; לדוגמה, במקרה של מולקולת המימן (H₂)

H-H

קישור כפול

בסוג זה של הקשר, שני זוגות משותפים של אלקטרונים טופס קשרים; כלומר, ארבעה אלקטרונים משותפים. קישור זה כרוך בסיגמא (σ) וקישור pi (π), והוא מיוצג על ידי שני מקפים; לדוגמה, במקרה של פחמן דו חמצני (CO₂)

O = C = O

קישור משולש

קשר זה, החזק ביותר הקיים בין הקשרים הקוולנטיים, מתרחש כאשר האטומים חולקים שישה אלקטרונים או שלושה זוגות, ב- sigma של האיחוד (σ) ושני pi (π). הוא מיוצג עם שלושה פסים ניתן לראות מולקולות כגון אצטילן (C₂ח₂)

H-C≡C-H

לבסוף, קשרים ארבעה מרובעים נצפו, אבל הם נדירים מוגבלים בעיקר תרכובות מתכתי, כגון כרום (II) אצטט ועוד..

דוגמאות

עבור קישורים פשוטים, המקרה הנפוץ ביותר הוא של מימן, כפי שניתן לראות להלן:

המקרה של קשר משולש הוא של ניטרוגנים בחנקן חנקתי (N₂O), כפי שנראה להלן, עם סיגמא ו pi קישורים גלוי:

הפניות

1. Chang, R. (2007). כימיה (9). מקגרו היל.
2. Chem Libretexts. (s.f.). מאוחזר מ chem.libretexts.org
3. אן מארי הלמנשטיין, פ '(s.f.). מקורו באתר Thinkco.com
4. לודיש, ח ', ברק, א', ציפורסקי, ש.ל., מטסודיירה, פ ', בולטימור, ד', דרנל, י '(2000). ביולוגיה תא מולקולרית. ניו יורק: ו 'פרימן.
5. ויקי (s.f.). מתוך en.wikiversity.org