Te-ai întrebat vreodată ce face universul să se lipească? Iată un indiciu: nu este un borcan de dimensiune industrială de super lipici cosmic. Nu, secretul menținerii lucrurilor împreună este un proces de legare chimică cunoscut sub numele de legătură valentă - în care electronii din învelișurile exterioare ale atomilor se leagă între ei pentru a forma molecule. Legăturile covalente sunt unele dintre cele mai puternice legături din univers.
Tatăl legăturilor covalente - Irving Langmuir
Lumea științei chimice a fost introdusă în principiul covalenței în 1919. Viitorul chimist laureat al Premiului Nobel Irving Langmuir a inventat termenul pentru a descrie legăturile moleculare formate de electroni în învelișul exterior sau valența atomilor. Termenul „legătură covalentă” a fost folosit pentru prima dată în 1939.
Un chimist american, Irving Langmuir s-a născut în Brooklyn, New York, la 31 ianuarie 1881, ca al treilea dintre cei patru fii ai lui Charles Langmuir și Sadie Comings. Langmuir a absolvit ca inginer metalurgic la Școala de Mine de la Universitatea Columbia în 1903 și și-a obținut M. A. și Ph.D. la chimie în 1906. Munca sa în chimia suprafeței avea să fie răsplătită cu Premiul Nobel pentru Chimie, în 1932.
Atomi și molecule - Contează cu adevărat?
Mai simplu spus, fără atomi universul nu ar exista. Acest lucru se datorează faptului că atomii sunt blocurile de bază ale materiei. Ce se înțelege mai exact prin materie? În științele fizice și chimice, „materia” este definită ca fiind aceea care ocupă spațiu și posedă masă de repaus, în special ca fiind diferită de energie. Deci, pe scurt, „materia” este totul.
Atomii sunt formați din trei particule subatomice de bază: protoni, neutroni și electroni. Protonii sunt particule subatomice care mențin o sarcină electrică pozitivă. Neutronii sunt particule subatomice care nu au o sarcină electrică nici pozitivă, nici negativă, adică neutre. Protonii și neutronii se combină pentru a alcătui nucleul unui atom. Electronii, tipul final de particule subatomice, mențin o sarcină electrică negativă și orbitează nucleul atomic ca un nor.
Deci, ce sunt moleculele? Moleculele sunt nimic mai mult sau mai puțin decât atomi care sunt atrași de alți atomi suficient pentru a forma o legătură. O legătură de valență.
Legături Moleculare - Tipuri de Legături Valente
Când atomii se leagă între ei pentru a forma molecule, procesul poate avea loc în câteva moduri diferite. Principala modalitate prin care atomii se vor lega este cunoscută ca covalentă. Termenul covalent se referă la faptul că legătura implică partajarea uneia sau mai multor perechi de electroni. Există, de asemenea, alte moduri prin care atomii pot forma legături valente, inclusiv:
regina elizabeth de craciun
- Legături sau legături ionice format atunci când un atom cedează unul sau mai mulți electroni altui atom.
- Legături metalice, tipul de substanță chimică lipirea care ține împreună atomii metalelor. Legăturile metalice sunt atracția forțată dintre electronii de valență și atomii de metal.
Legături moleculare covalente - elemente vs. compuși
Pe măsură ce apar atracții valente între atomi, aceștia formează legături moleculare sau substanțe care sunt fie compuși, fie elemente. Deși compușii moleculari și elementele moleculare apar ca rezultat al legăturii covalente, există și o diferență importantă între cele două.
Diferența dintre o moleculă a unui compus și o moleculă a unui element este că într-o moleculă a unui element, toți atomii sunt la fel. De exemplu, într-o moleculă de apă (un compus), există un atom de oxigen și doi atomi de hidrogen. Dar într-o moleculă de oxigen (un element), ambii atomi sunt oxigen.
Exemple de compuși ai unei legături covalente
Există multe exemple de compuși care au legături covalente, inclusiv gazele din atmosfera noastră, combustibilii obișnuiți și majoritatea compușilor din corpul nostru. Iată trei exemple.
Molecula de metan (CH4)
Configurația electronică a carbonului este 2,4. Are nevoie de încă 4 electroni în învelișul său exterior pentru a fi ca neonul de gaz nobil. Pentru a face acest lucru, un atom de carbon împarte patru electroni cu electronii unici din patru atomi de hidrogen. Molecula de metan are patru legături simple C-H.
Molecula de apa (H2O)
Un atom de oxigen se unește cu doi atomi de hidrogen. Molecula de apă are două legături simple O-H.
dioxid de carbon (CO2)
Un atom de carbon se unește cu doi atomi de oxigen. Molecula de dioxid de carbon are două legături C=O.
cei mai scumpi beanie babys
Exemple de elemente de legătură covalentă
Când atomii asemănători formează legături moleculare covalente, rezultatele sunt elemente covalente. Elementele covalente nemetalice găsite în tabelul periodic includ:
atractie blițul sprâncenelor
- hidrogen
- carbon
- azot
- fosfor
- oxigen
- sulf și seleniu.
În plus, toate elementele cu halogen, inclusiv:
- fluor
- clor
- brom
- iodul și astatinul sunt toate elemente nemetalice covalente.
Legături covalente polare și nepolare
Spre deosebire de legăturile ionice, legăturile covalente se formează adesea între atomi, unde unul dintre atomi nu poate atinge cu ușurință o configurație de înveliș de electroni de gaz nobil prin pierderea sau câștigul unuia sau doi electroni. ... Prin urmare, atomii care se leagă covalent își împart electronii pentru a-și completa învelișul de valență.
Cu cât diferența de electronegativitate este mai mare, cu atât legătura este mai ionică. Legăturile care sunt parțial ionice sunt legături covalente polare. Legăturile covalente nepolare, cu împărțirea egală a electronilor de legătură, apar atunci când electronegativitățile celor doi atomi sunt egale.
Exemple de legături covalente polare
Într-o legătură covalentă polară, electronii împărtășiți de atomi petrec o perioadă mai mare de timp, în medie, mai aproape de nucleul de oxigen decât de nucleul de hidrogen. Acest lucru se datorează geometriei moleculei și diferenței mari de electronegativitate dintre atomul de hidrogen și atomul de oxigen.
O moleculă de apă, abreviată ca H2O, este un exemplu de legătură covalentă polară. Electronii sunt împărțiți în mod inegal, atomul de oxigen petrecând mai mult timp cu electronii decât atomii de hidrogen. Deoarece electronii petrec mai mult timp cu atomul de oxigen, acesta poartă o sarcină negativă parțială.
Exemple de legături covalente nepolare
Este mai puțin probabil ca moleculele nepolare să se dizolve în apă. O substanță nepolară este una fără dipol, ceea ce înseamnă că are o distribuție echitabilă a electronilor în structura sa moleculară. Exemplele includ dioxid de carbon, uleiuri vegetale și produse petroliere.
Un exemplu de legătură covalentă nepolară este legătura dintre doi atomi de hidrogen, deoarece ei împart electronii în mod egal. Un alt exemplu de legătură covalentă nepolară este legătura dintre doi atomi de clor, deoarece ei împart electronii în mod egal.
Obligațiuni covalente - șapte lucruri de reținut
Iată câteva aspecte cheie care vă vor ajuta să vă amintiți ceea ce tocmai ați învățat despre legăturile covalente:
- Legăturile de valență și covalente leagă împreună atomii pentru a forma molecule.
- Atomii se pot lega în trei moduri principale: legături covalente, legături ionice și legături metalice.
- Termenul de legătură covalentă descrie legăturile din compuși care rezultă din împărțirea uneia sau mai multor perechi de electroni.
- Legăturile ionice, în care electronii se transferă între atomi, apar atunci când atomii cu doar câțiva electroni în învelișul lor exterior dau electroni atomilor cu doar câțiva lipsă din învelișul lor exterior.
- În legăturile metalice, un număr mare de atomi își pierd electronii. Ele sunt ținute împreună într-o rețea prin atracția dintre electronii „liberi” și nucleele pozitive.
- Un atom care pierde un electron devine încărcat pozitiv; un atom care câștigă un electron devine încărcat negativ, astfel încât cei doi atomi sunt atrași împreună prin atracția electrică a contrariilor.
- Deoarece sunt încărcați negativ, electronii împărțiți sunt atrași în mod egal de nucleul pozitiv al ambilor atomi implicați. Atomii sunt ținuți împreună prin atracția dintre fiecare nucleu și electronii împărtășiți.