Značilnosti in vrste interatomskih povezav



The povezavo medatomski je kemična vez, ki nastane med atomi, da nastanejo molekule. 

Čeprav se danes znanstveniki na splošno strinjajo, da se elektroni ne vrtijo okoli jedra, so v zgodovini mislili, da je vsak elektron, ki kroži okoli jedra atoma v ločeni plasti..

Danes so znanstveniki prišli do zaključka, da elektroni lebdejo na določenih območjih atoma in ne tvorijo orbit, vendar pa se valenčna lupina še vedno uporablja za opisovanje razpoložljivosti elektronov..

Linus Pauling je prispeval k sodobnemu razumevanju kemijske vezave tako, da je napisal knjigo "Narava kemijske vezi", kjer je zbiral ideje Sir Isaaca Newtona, Étienne François Geoffroy, Edwarda Franklanda in zlasti Gilberta N. Lewisa..

V njej je fiziko kvantne mehanike povezal s kemijsko naravo elektronskih interakcij, ki se pojavijo pri izdelavi kemičnih vezi.

Paulingovo delo se je osredotočilo na ugotovitev, da se prave ionske vezi in kovalentne vezi nahajajo na koncih vezavnega spektra in da je večina kemičnih vezi razvrščena med temi skrajnostmi..

Pauling je razvil tudi mobilno lestvico vrste povezave, ki jo ureja elektronegativnost atomov, ki so vključeni v povezavo.

Paulingov ogromen prispevek k našemu sodobnemu razumevanju kemijske vezi je pripeljal do tega, da je dobil Nobelovo nagrado iz leta 1954 za "raziskovanje narave kemičnega vezanja in njegove uporabe za pojasnitev strukture kompleksnih snovi."

Živa bitja so sestavljena iz atomov, vendar v večini primerov ti atomi ne plavajo samo posamezno. Namesto tega so običajno v interakciji z drugimi atomi (ali skupinami atomov).

Na primer, atomi so lahko povezani z močnimi vezmi in organizirani v molekule ali kristale. Lahko pa tvorijo začasne, šibke vezi z drugimi atomi, ki jih zadenejo.

Močne vezi, ki vežejo molekule, in šibke vezi, ki ustvarjajo začasne povezave, so bistvene za kemijo naših teles in za obstoj samega življenja..

Atomi se nagibajo k temu, da se organizirajo v najbolj stabilne možne vzorce, kar pomeni, da imajo tendenco, da napolnijo ali zapolnijo svoje najbolj oddaljene elektronske orbite.

Združijo se z drugimi atomi, da bi naredili prav to. Sila, ki drži atome skupaj v zbirkah, znanih kot molekule, je znana kot kemična vez.

Vrste medatomskih kemijskih vezi

Kovinska povezava

Kovinska vez je sila, ki drži atome skupaj v čisti kovinski snovi. Taka trdna snov je sestavljena iz tesno zapakiranih atomov.

V večini primerov se zunanji elektronski sloj vsakega od kovinskih atomov prekriva z velikim številom sosednjih atomov.

Posledično se valentni elektroni neprekinjeno premikajo iz enega atoma v drugega in niso povezani z nobenim specifičnim parom atomov (Encyclopædia Britannica, 2016).

Kovine imajo več lastnosti, ki so edinstvene, kot so sposobnost vodenja električne energije, nizka ionizacijska energija in nizka elektronegativnost (tako da se zlahka odrečejo elektroni, to so kationi)..

Njegove fizikalne lastnosti vključujejo svetleč (svetel) videz in so temprane in duktilne. Kovine imajo kristalno strukturo. Kovine pa so tudi temprane in duktilne.

V 19. stoletju je Paul Drüde predstavil elektronsko teorijo elektronov z modeliranjem kovin kot zmesi atomskih jeder (atomska jedra = pozitivna jedra + notranja plast elektronov) in valentnih elektronov.

V tem modelu so valenčni elektroni prosti, delokalizirani, mobilni in niso povezani z nobenim določenim atomom (Clark, 2017).

Jonska vez

Jonske vezi so po svoji naravi elektrostatične. Pojavljajo se, ko se element s pozitivnim nabojem pridruži negativno nabitega zaradi kulomskih interakcij.

Elementi z nizko ionizacijsko energijo težijo k lahkemu izgubljanju elektronov, medtem ko imajo elementi z visoko elektronsko afiniteto tendenco pridobiti elektrone, ki proizvajajo katione oziroma anione, ki tvorijo ionske vezi..

Spojine, ki kažejo ionske vezi, tvorijo ionske kristale, v katerih ioni pozitivnih in negativnih nabojev nihajo blizu drug drugega, vendar ni vedno neposredne 1-1 korelacije med pozitivnimi in negativnimi ioni.

Ionske vezi se lahko tipično razbijejo s hidrogeniranjem ali z dodajanjem vode spojini (Wyzant, Inc., S.F.).

Snovi, ki jih zadržijo ionske vezi (kot je natrijev klorid), se lahko običajno ločijo na prave nabite ione, ko na njih deluje zunanja sila, kot na primer, ko se raztopijo v vodi..

Poleg tega v trdni obliki posamezni atomi ne pritegnejo posamezni sosed, ampak tvorijo ogromna omrežja, ki se med seboj privlačijo z elektrostatičnimi interakcijami med jedrom vsakega atoma in sosednjimi valenčnimi elektroni.

Sila privlačnosti med sosednjimi atomi daje ionskim trdnim delom zelo urejeno strukturo, znano kot ionska mreža, kjer se delci z nasprotnim nabojem med seboj poravnajo, da ustvarijo trdno vezano togo strukturo (Anthony Capri, 2003)..

Kovalentna vez

Kovalentna vez nastane, ko so pari elektronov deljeni z atomi. Atomi bodo kovalentno povezani z drugimi atomi, da bi pridobili večjo stabilnost, ki jo dobimo z oblikovanjem popolne elektronske plasti.

Z delitvijo svojih najbolj zunanjih (valenčnih) elektronov lahko atomi zapolnijo svoj zunanji sloj elektronov in pridobijo stabilnost.

Čeprav se pravi, da atomi delijo elektrone, ko tvorijo kovalentne vezi, običajno ne delijo enako elektronov. Samo kadar dva atoma istega elementa tvorita kovalentno vez, so skupni elektroni enakomerno porazdeljeni med atomi.

Ko atomi različnih elementov delijo elektrone skozi kovalentno vez, se bo elektron bolj narisal proti atomu z večjo elektronegativnostjo, kar bo imelo za posledico polarno kovalentno vez..

V primerjavi z ionskimi spojinami imajo kovalentne spojine običajno nižjo temperaturo tališča in vrelišča ter imajo manjšo težnjo k raztapljanju v vodi..

Kovalentne spojine so lahko v plinskem, tekočem ali trdnem stanju in ne vodijo dobro elektrike ali toplote (Camy Fung, 2015).

Vodikovi mostovi

Vodikove vezi ali vodikove vezi so šibke interakcije med atomom vodika, ki je povezan z elektronegativnim elementom z drugim elektronegativnim elementom.

V polarni kovalentni vezi, ki vsebuje vodik (npr. Vez O-H v vodni molekuli), bo vodik imel majhen pozitivni naboj, ker so vezni elektroni močneje potegnjeni proti drugemu elementu.

Zaradi tega rahlega pozitivnega naboja bo vodik privlačil katerikoli sosednji negativni naboj (Khan, S.F.).

Povezave Van der Waalsa

To so razmeroma šibke električne sile, ki pritegnejo med seboj nevtralne molekule v pline, utekočinjene in strjene pline ter v skoraj vse organske in trdne tekočine..

Sile so poimenovali po nizozemskem fiziku Johannesu Dideriku van der Waalsu, ki je leta 1873 najprej postavil te medmolekularne sile pri razvoju teorije za razlago lastnosti realnih plinov (Encyclopædia Britannica, 2016).

Van der Waalsova sila je splošni izraz, ki se uporablja za določanje privlačnosti medmolekularnih sil med molekulami.

Obstajata dve vrsti Van der Waalsovih sil: Londonske disperzijske sile, ki so šibke in močnejše dipol-dipolske sile (Kathryn Rashe, 2017).

Reference

  1. Anthony Capri, A. D. (2003). Kemična vezava: Narava kemične vezi. Vzpostavljeno iz visionlearning visionlearning.com
  2. Camy Fung, N. M. (2015, 11. avgust). Kovalentne vezi. Vzeto iz chem.libretexts chem.libretexts.org
  3. Clark, J. (2017, 25. februar). Kovinsko lepljenje. Vzeto iz chem.libretexts chem.libretexts.org
  4. Enciklopedija Britannica. (2016, 4. april). Kovinska vez. Vzeto iz britannice britannica.com.
  5. Enciklopedija Britannica. (2016, 16. marec). Van der Waalsove sile. Vzeto iz britannice britannica.com
  6. Kathryn Rashe, L. P. (2017, 11. marec). Van der Waalsove sile. Vzeto iz chem.libretexts chem.libretexts.org.
  7. Khan, S. (S.F.). Kemijske vezi. Iz khanacademy khanacademy.org.
  8. Martinez, E. (2017, 24. april). Kaj je atomsko lepljenje? Vzeto iz sciencing sciencing.com.
  9. Wyzant, Inc. (S.F.). Obveznice. Vzeto iz wyzant wyzant.com.