Мы объясняем, что такое ковалентная связь и некоторые ее характеристики. Также типы ковалентной связи и примеры.
Что такое ковалентная связь?
Тип связи называется ковалентной. Химическая связь что происходит, когда двое атомы связаны, чтобы сформировать молекула, обмен электроны принадлежность к его валентной оболочке или последнему энергетическому уровню, таким образом достигая хорошо известного «стабильного октета», согласно «правилу октета», предложенному Гилбертом Ньютоном-Льюисом об электронной стабильности атомов.
"Правило октета"Говорится, что ионы химических элементов, находящихся в Периодическая таблица, как правило, завершают свои последние энергетические уровни 8 электронами, и эта электронная конфигурация дает им большую стабильность, которая очень похожа на стабильность электронов. благородные газы.
Ковалентно связанные атомы разделяют одну или несколько пар электронов от своего последнего энергетического уровня. Это называется молекулярная орбиталь в область пространства, где в молекуле находится электронная плотность.
Эту электронную плотность можно определить и рассчитать с помощью очень сложных математических уравнений, описывающих поведение электронов в молекулах. С другой стороны, существуют также атомные орбитали, которые определяются как область пространства, представляющая вероятность нахождения электрона вокруг атомного ядра. Таким образом, когда объединяются несколько атомных орбиталей, образуются молекулярные орбитали.
Ковалентные связи образуются за счет обмена электронами между связывающими атомами, и они отличаются от ионные связи в котором в последнем происходит перенос электронов между атомами, участвующими в ионной связи (электроны не разделяются).
Для образования ионной связи атом передает один или несколько электронов другому атому, и связь образуется за счет электростатического взаимодействия между обоими электрически заряженными атомами, потому что, когда происходит перенос электронов, атом (тот, который дал электроны ) у него остался положительный заряд (катион), а у другого атома (тот, который принимал электроны) остался отрицательный заряд (анион).
С другой стороны, ковалентная связь образуется между атомами, которые не имеют большой разницы электроотрицательностей. Эта связь может быть образована между неметаллическими атомами или между металлическими атомами и водородом. Ионная связь образуется между ионами атомов с большой разностью электроотрицательностей и обычно образуется между ионами атомов металлические элементы и ионы атомов неметаллические элементы.
Важно уточнить, что не существует абсолютно ковалентной или абсолютно ионной связи. Фактически, ионная связь часто рассматривается как «преувеличение» ковалентной связи.
Типы ковалентных связей
Существуют следующие типы ковалентной связи, в зависимости от количества электронов, разделяемых связанными атомами:
- Простой. Связанные атомы разделяют одну пару электронов из своей последней электронной оболочки (по одному электрону на каждый). Он представлен линией в молекулярном соединении. Например: H-H (водород-водород), H-Cl (водород-хлор).
- Двойной. Каждый связанный атом вносит по два электрона из своей последней энергетической оболочки, образуя связь из двух пар электронов. Он представлен двумя параллельными линиями, одна вверху и одна внизу, аналогично математическому знаку равенства. Например: O = O (кислород-кислород), O = C = O (кислород-углерод-кислород).
- Тройной. Эта связь образована тремя парами электронов, то есть каждый атом вносит 3 электрона из своего последнего энергетического слоя. Он представлен тремя параллельными линиями, расположенными сверху, посередине и снизу. Например: N≡N (Азот-Азот).
- Дательный падеж. Тип ковалентной связи, в которой только один из двух связанных атомов дает два электрона, а другой - нет. Он представлен стрелкой в молекулярном соединении. Например ион аммония:
С другой стороны, в зависимости от наличия или отсутствия полярности (свойства некоторых молекул разделять электрические заряды в своей структуре) можно различать полярные ковалентные связи (которые образуют полярные молекулы) и неполярные ковалентные связи (которые образуют неполярные молекулы). полярные):
- Полярные ковалентные связи. Атомы разных элементы и с разницей электроотрицательности более 0,5. Таким образом, молекула будет иметь отрицательную плотность заряда на наиболее электроотрицательном атоме, поскольку этот атом притягивает электроны связи с большей силой, в то время как положительная плотность заряда останется на менее электроотрицательном атоме. Разделение плотностей зарядов порождает электромагнитные диполи.
- Неполярные ковалентные связи. Связаны атомы одного и того же элемента или разных элементов, но с одинаковой электроотрицательностью, с разницей электроотрицательностей менее 0,4. Электронное облако с одинаковой интенсивностью притягивается обоими ядрами, и молекулярный диполь не образуется.
Примеры ковалентного связывания
Простыми примерами ковалентной связи являются те, которые происходят в следующих молекулах:
- Чистый кислород (O2). O = O (одна двойная связь)
- Чистый водород (H2). H-H (одиночная ссылка)
- Углекислый газ (СО2). O = C = O (две двойные связи)
- Воды (H2O). H-O-H (две одинарные связи)
- Соляная кислота (HCl). H-Cl (одинарная связь)
- Чистый азот (N2). N≡N (тройная связь)
- Синильная кислота (HCN). H-C≡N (одна одинарная и одна тройная связь)