Non-polar קוולנטית מאפיינים האגח, איך זה נוצר, סוגים

א איגוד קוולנטי שאינו קוטבי הוא סוג של קשר כימי שבו שני אטומים בעלי electronegativities דומים לחלוק אלקטרונים כדי ליצור מולקולה. הוא נמצא במספר רב של תרכובות בעלות מאפיינים שונים, בין שני אטומי החנקן המרכיבים את המינים הגזים (N₂), ובין אטומי הפחמן ומימן המחזיקים יחד את מולקולת הגז המתאן (CH₄), כמו גם בין חומרים רבים אחרים.

זה ידוע בשם electronegativity לנכס בבעלות האלמנטים הכימיים המתייחס עד כמה גדול או קטן היכולת של מינים אטומיים אלה היא למשוך צפיפות אלקטרונית לעצמם..

יש לציין כי electronegativity של האטומים מתאר רק את אלה המעורבים קשר כימי, כלומר, כאשר הם חלק של מולקולה.

אינדקס

• 1 מאפיינים כלליים
  • 1.1 קוטביות וסימטריה
• 2 כיצד נוצר קשר קוולנטי שאינו קוטבי?
  • 2.1 רגולציה ואנרגיה
• 3 סוגי אלמנטים המרכיבים את הקשר הקובני הלא קוטבי
  • 3.1 קשרים לא קוטביים קוולנטיים של אטומים שונים
• 4 דוגמאות
• 5 הפניות

מאפיינים כלליים

המונח "לא קוטבי" מאפיין את המולקולות או הקשרים שאינם מציגים כל קוטביות. כאשר מולקולה היא לא קוטבית זה יכול להיות שני דברים:

-האטומים שלהם אינם קשורים לאג"ח קוטביות.

-יש לו קישורים מסוג הקוטב, אבל אלה היו מכוונים באופן סימטרי כזה שכל אחד מבטל את רגע הדיפול של האחר.

כמו כן, קיים מספר רב של חומרים בהם המולקולות שלהם מקושרות זו לזו במבנה המתחם, בין אם בשלב נוזלי, גזי או מוצק.

כאשר זה קורה, זה בעיקר בגלל מה שנקרא כוחות או אינטראקציות של ואן דר ואלס, בנוסף לתנאי הטמפרטורה והלחץ שבו התגובה הכימית מתבצעת..

סוג זה של אינטראקציות, המתרחשות גם במולקולות קוטביות, מתרחש כתוצאה מתנועה של חלקיקים תת-אטומיים, בעיקר אלקטרונים כשהם נעים בין מולקולות.

בגלל תופעה זו, תוך רגעים, אלקטרונים עשויים להצטבר בקצה אחד של המינים הכימיים, מתרכזים באזורים ספציפיים של המולקולה ומתן מעין עומס חלקי, יצירת דיפולים מסוימים ולהבטיח כי המולקולות להישאר קרובות למדי אחד על השני.

קוטביות וסימטריה

עם זאת, זה דיפול קטן אינו נוצר בתרכובות מחויב איגרות חוב קוולנטיים nonolar, כי ההבדל בין electronegativities שלהם הוא אפס או אפס לחלוטין.

במקרה של מולקולות או איגרות חוב שנוצרו על ידי שני אטומים שווים, כלומר, כאשר electronegativivities שלהם זהה, ההבדל ביניהם הוא אפס.

במובן זה, הקשרים מסווגים כקוולנטיים שאינם קוטביים כאשר ההפרש בין אלקטרונים בין שני האטומים שמרכיבים את האיגוד הוא פחות מ -0.5.

להיפך, כאשר חיסור זה גורם לערך שהוא בין 0.5 ל -1.9, הוא מאופיין כקוטבנט קוטבי. אמנם, כאשר הבדל זה תוצאות במספר גדול מ 1.9 זה בהחלט נחשב קשר או מתחם של הטבע הקוטבי.

לכן, סוג זה של קשרים קוולנטיים נוצר הודות לשיתוף של אלקטרונים בין שני אטומים המניבים את הצפיפות האלקטרונית שלהם שווה.

מסיבה זו, בנוסף לאופי האטומים המעורבים באינטראקציה זו, המינים המולקולריים המקושרים על ידי סוג זה של קשר נוטים להיות סימטריים למדי, ולכן האיגודים האלה הם בדרך כלל די חזקים.

כיצד נוצר קשר קוולנטי שאינו קוטבי?

באופן כללי, קשרים קוולנטיים נובעים כאשר זוג אטומים משתתפים בשיתוף של זוגות אלקטרונים, או כאשר ההפצה של צפיפות האלקטרונים מתרחשת באופן שווה בין שני המינים האטומיים.

מודל לואיס מתאר קשרים אלה אינטראקציות עם מטרה כפולה: שני האלקטרונים משותפים בין הזוג מתערב אטומים, ובמקביל למלא את רמת האנרגיה החיצונית (פגז ערכי) של כל אחד, נותנים יציבות גבוהה יותר.

כמו סוג זה של קישור מבוסס על ההבדל אלקטרושליליות בין האטומים המרכיבים אותה, חשוב לדעת כי האלמנטים יותר אלקטרו (או יותר אלקטרו) הם ביתר שאת מושכים אלקטרונים אל עצמו.

מאפיין זה נוטה להגדיל בטבלה המחזורית בכיוון שמאל-ימין כלפי מעלה (bottom-up), כך אלמנט נחשב בטבלה המחזורית אלקטרו לפחות הוא פרנציום (כ 0.7 ) ואחד עם electronegativity הגבוהה ביותר היא פלואור (כ 4.0).

קשרים אלה הם בדרך כלל בין שני אטומים השייכים שאינם מתכות או בין הלא מתכת ואטום של טבע מטלואידית.

רגולציה ואנרגיה

מנקודת מבט פנימית יותר, במונחים של אינטראקציות אנרגיה, ניתן לומר כי זוג אטומים למשוך וליצור קשר אם תהליך זה גורם לירידה באנרגיה של המערכת.

כמו כן, כאשר התנאים נתון לגרום האטומים כי הם אינטראקציה כדי למשוך, הם להתקרב וזה כאשר האג"ח מיוצר או נוצר; כל עוד גישה זו ואת האיחוד הבא כרוך תצורה שיש לה פחות אנרגיה מאשר הסדר הראשוני, שבו האטומים הופרדו.

האופן שבו מינים אטומיים משולבים כדי ליצור מולקולות מתואר על ידי חוק אוקטט, אשר הוצע על ידי פיסיקוכימיים ממוצא ארה"ב גילברט ניוטון לואיס.

כלל מפורסם זה קובע בעיקר כי אטום אחר מאשר מימן יש נטייה להקים אג"ח עד שהוא מוקף על ידי שמונה אלקטרונים פגז הערכיות שלה.

משמעות הדבר היא כי הקשר קוולנטי שמקורו כאשר כל אטום חסר מספיק אלקטרונים למלא octet שלה, זה כאשר הם חולקים האלקטרונים שלהם.

לכלל זה יש יוצאים מן הכלל, אך באופן כללי הוא תלוי בטבעם של הגורמים המעורבים בקישור.

סוגי אלמנטים היוצרים את הקשר הקובני הלא קוטבי

כאשר נוצר קשר קוולנטי שאינו קוטבי, ניתן לחבר שני אטומים מאותו אלמנט או אלמנטים שונים על ידי שיתוף אלקטרונים מרמת האנרגיה החיצונית שלהם, שהם מה שקיים ליצירת אג"ח.

כאשר האיחוד הכימי הזה מתרחש, כל אטום נוטה לרכוש את התצורה האלקטרונית היציבה ביותר, התואמת את הגזים האצילים. אז כל אטום בדרך כלל "מבקש" כדי לרכוש את התצורה של הגז אציל הקרוב בטבלה המחזורית, או עם אלקטרונים פחות או יותר מאשר תצורה המקורי שלה.

לכן, כאשר שני אטומים של אותו אלמנט מצטרפים ליצירת קשר קוולנטי שאינו קוטבי, הרי זה משום שהאיחוד הזה מעניק להם תצורה פחות אנרגטית, ולכן יציב יותר.

הדוגמה הפשוטה ביותר מסוג זה היא גז מימן (H₂), אם כי דוגמאות אחרות הן גזי חמצן (O₂) וחנקן (N₂).

הקשרים קוולנטיים שאינם קוטביים של אטומים שונים

צומת לא קוטבית יכול גם להיווצר בין שני אלמנטים מתכתיים או מטלואידית ואלמנט מתכתי.

במקרה הראשון, nonmetals מורכב השייכים לקבוצה נבחרת של הטבלה המחזורית, ובן ההלוגנים (יוד, ברום, כלור, פלואור), גזים אצילים (ראדון, קסנון, קריפטון , ארגון, ניאון, הליום) ועוד כמה אחרים כגון גופרית, זרחן, חנקן, חמצן, פחמן, בין היתר.

דוגמה לכך היא איחוד של פחמן ומימן אטומים, הבסיס עבור רוב תרכובות אורגניות.

במקרה השני, המטלואידים הם אלה שיש להם תכונות ביניים בין הלא-מתכות לבין המינים המשתייכים למתכות בטבלה המחזורית. בין אלה הם: גרמניום, בורון, אנטימון, טלוריום, סיליקון, בין היתר.

דוגמאות

ניתן לומר כי ישנם שני סוגים של קשרים קוולנטיים, אם כי בפועל אין להם שום הבדל ביניהם. אלה הם:

-כאשר אטומים זהים יוצרים קשר.

-כאשר שני אטומים שונים באים יחד כדי ליצור מולקולה.

לקבלת קשרים קוולנטיים קוטביים המתרחשים בין שני אטומים זהים לא באמת אכפת אלקטרושליליות של כל, משום שתמיד יהיה בדיוק אותו הדבר, ולכן תמיד הבדל אלקטרושליליות הוא null.

זהו המקרה של מולקולות גזיות כגון מימן, חמצן, חנקן, פלואור, כלור, ברום, יוד.

להיפך, כאשר הם איגודים בין אטומים שונים, יש להתחשב בחשמליות שלהם על מנת לסווג אותם כבלתי קוטביים.

זה המקרה של מולקולת המתאן, שבה רגע הדיפול שנוצר בכל קשר פחמן-מימן מתבטל מסיבות סימטריות. משמעות הדבר היא חוסר הפרדה של האשמות, כך שהם לא יכולים לתקשר עם מולקולות קוטב כגון מים, מה שהופך את המולקולות האלה ופחמימנים אחרים הידרופובי.

מולקולות שאינן קוטביות אחרות הן: פחמן tetrachloride (CCl)₄), pentane (C₅ח₁₂), אתילן (ג₂ח₄), פחמן דו חמצני (CO)₂), בנזין (C₆ח₆) ו טולואן (ג₇ח₈).

הפניות

1. Bettelheim, F.A., Brown, W.H., Campbell, M., Farrell, S.O and Torres, O. (2015). מבוא לגנרל, אורגני וביוכימיה. מאוחזר מ- books.google.co.il
2. LibreTexts. (s.f.). איגרות קוולנטיות. מאוחזר מ chem.libretexts.org
3. Brown, W., Foote, C., Iverson, B., Anslyn, E. (2008). כימיה אורגנית. מאוחזר מ- books.google.co.il
4. מחשבה. (s.f.). דוגמאות של מולקולות פולאריות ולא פולריות. מקורו באתר Thinkco.com
5. יוסטן, M., Hogg, J.L. ו Castellion, M.E (2006). עולם הכימיה: יסודות: יסודות. מאוחזר מ- books.google.co.il