- Nepolārās kovalentās saites vispārējie raksturlielumi
- Polaritāte un simetrija
- Kā veidojas nepolārā kovalentā saite?
- Pasūtīšana un enerģija
- Elementu veidi, kas veido nepolāru kovalento saiti
- Dažādu atomu nepolārās kovalentās saites
- Piemēri
- Starp identiskiem atomiem
- Starp dažādiem atomiem
- Atsauces
Nepolāru kovalentā saite ir no ķīmiskās saites veids, kurā divi atomi, kas piemīt līdzīgas electronegativities dalīties elektronus, lai veidotu molekulu.
Šāda veida saite ir sastopama daudzos savienojumos, kuriem ir atšķirīgas īpašības, kas atrodami starp diviem slāpekļa atomiem, kas veido gāzveida veidus (N 2 ), un starp oglekļa un ūdeņraža atomiem, kas kopā satur metāna gāzes molekulu. (CH 4 ), for example.
Metāna nepolārā kovalentā saite. Autors CNX OpenStax, izmantojot Wikimedia Commons
To sauc par ķīmisko elementu īpašību elektronegativitāti, kas norāda uz to, cik liela vai maza ir šo atomu sugu spēja piesaistīt elektronu blīvumu viena otrai.
Nepolāru kovalento saišu polaritāte atomu elektronegativitātē atšķiras mazāk nekā par 0,4 (kā norāda Polainga skala). Ja tā būtu lielāka par 0,4 un mazāka par 1,7, tā būtu polārā kovalentā saite, savukārt, ja tā būtu lielāka par 1,7, tā būtu jonu saite.
Jāatzīmē, ka atomu elektronegativitāte apraksta tikai tos, kas ir iesaistīti ķīmiskajā saitē, tas ir, kad tie ir molekulas daļa.
Nepolārās kovalentās saites vispārējie raksturlielumi
Termins "nepolārs" raksturo molekulas vai saites, kurām nav polaritātes. Ja molekula ir nepolāra, tā var nozīmēt divas lietas:
- Tā atomus nesaista polārās saites.
- Tam ir polārā tipa saites, taču tās ir orientētas tik simetriski, ka katra no tām atceļ otra dipola momentu.
Autors: Jacek FH, no Wikimedia Commons
Līdzīgi ir liels skaits vielu, kurās to molekulas paliek savienotas kopā savienojuma struktūrā - šķidrā, gāzu vai cietā fāzē.
Kad tas notiek, tas lielā mērā ir saistīts ar tā sauktajiem van der Waals spēkiem vai mijiedarbību papildus temperatūras un spiediena apstākļiem, kādos notiek ķīmiskā reakcija.
Šāda veida mijiedarbība, kas notiek arī polārajās molekulās, notiek subatomisko daļiņu, galvenokārt elektronu, kustības dēļ, pārvietojoties starp molekulām.
Sakarā ar šo parādību, dažu mirkļu laikā elektroni var uzkrāties vienā ķīmisko vielu galā, koncentrējoties noteiktos molekulas apgabalos un piešķirot tam sava veida daļēju lādiņu, ģenerējot noteiktus dipolus un liekot molekulām palikt diezgan tuvu viena otrai. viens otram.
Polaritāte un simetrija
Tomēr šis mazais dipols neveidojas savienojumos, kas saistīti ar nepolārām kovalentām saitēm, jo atšķirība starp to elektronegativitātēm ir praktiski nulle vai pilnīgi nulle.
Molekulām vai saitēm, kas sastāv no diviem vienādiem atomiem, tas ir, kad to elektronegativitātes ir identiskas, starpība starp tām ir nulle.
Šajā nozīmē saites klasificē kā nepolāru kovalentu, ja elektronegativitātes atšķirība starp diviem atomiem, kas veido saiti, ir mazāka par 0,5.
Tieši pretēji, ja šī atņemšana dod vērtību no 0,5 līdz 1,9, to raksturo kā polāro kovalentu. Tā kā, ja šī atšķirība rada skaitli, kas lielāks par 1,9, to noteikti uzskata par polara saiti vai savienojumu.
Tātad, šāda veida kovalentās saites veidojas, pateicoties elektronu dalīšanai starp diviem atomiem, kas vienādi atsakās no elektronu blīvuma.
Šī iemesla dēļ, papildus šajā mijiedarbībā iesaistīto atomu raksturam, molekulārās sugas, kuras saista šāda veida saites, parasti ir diezgan simetriskas, un tāpēc šīs saites parasti ir diezgan spēcīgas.
Kā veidojas nepolārā kovalentā saite?
Kopumā kovalentās saites rodas, ja atomu pāri piedalās elektronu pāru dalīšanā vai kad elektronu blīvuma sadalījums notiek vienādi starp abām atomu sugām.
Lūisa modelis apraksta šīs savienības kā mijiedarbību, kurai ir divējāds mērķis: divi elektroni tiek sadalīti starp iesaistītajiem atomiem un vienlaikus piepilda katra no tiem visattālāko enerģijas līmeni (valences apvalku), piešķirot tiem lielāka stabilitāte.
Tā kā šāda veida saite ir balstīta uz atšķirību starp to veidojošo atomu elektronegativitātēm, ir svarīgi zināt, ka elementi ar visaugstāko elektronegativitāti (vai vairāk elektronegatīvu) ir tie, kas visstiprāk piesaista elektronus viens pret otru.
Šim īpašumam ir tendence periodiskajā tabulā palielināties pa kreisi un pa labi un augošā virzienā (no apakšas uz augšu) tā, ka elements, kas tiek uzskatīts par periodiskās tabulas vismazāk elektronegatīvo, ir francijs (aptuveni 0,7 ), un ar augstāko elektronegativitāti ir fluors (aptuveni 4,0).
Šīs saites biežāk rodas starp diviem atomiem, kas pieder pie nemetāliem, vai starp nemetālu un metalloīda atomu.
Pasūtīšana un enerģija
Raugoties no iekšējā viedokļa, runājot par enerģijas mijiedarbību, var teikt, ka atomu pāri piesaista viens otru un veido saiti, ja šī procesa rezultātā samazinās sistēmas enerģija.
Tāpat, ja norādītie nosacījumi dod priekšroku tam, ka mijiedarbīgie atomi piesaista viens otru, tie satuvinās un tas ir, kad saite tiek veidota vai veidota; kamēr šī pieeja un sekojošā savienība ir saistīta ar konfigurāciju, kurai ir mazāk enerģijas nekā sākotnējā izkārtojumā, kurā atomi tika atdalīti.
Veids, kādā atomu sugas apvienojas, veidojot molekulas, ir aprakstīts okteta likumā, kuru ierosināja amerikāņu dzimis fiziķemiķis Gilberts Ņūtons Lūiss.
Šis slavenais noteikums galvenokārt nosaka, ka citam atomam, izņemot ūdeņradi, ir tendence saistīties, līdz tā valences apvalkā to ieskauj astoņi elektroni.
Tas nozīmē, ka kovalentā saite rodas tad, kad katram atomam trūkst pietiekami daudz elektronu, lai piepildītu savu oktetu, tas ir, kad tie dalās ar saviem elektroniem.
Lai panāktu stabilitāti CO2 struktūrā, oglekļa atomā ir jāveido divas dubultās saites ar katru skābekļa atomu, tādējādi izpildot okteta likumu.
Šim noteikumam ir savi izņēmumi, bet kopumā tas ir atkarīgs no saitē iesaistīto elementu rakstura.
Elementu veidi, kas veido nepolāru kovalento saiti
Veidojot nepolāru kovalento saiti, divus viena un tā paša elementa vai dažādu elementu atomus var savienot, daloties elektronos no to attālākajiem enerģijas līmeņiem, kas ir pieejami, lai veidotu saites.
Kad notiek šī ķīmiskā savienība, katram atomam ir tendence iegūt visstabilāko elektronisko konfigurāciju, kas atbilst cēlgāzēm. Tātad katrs atoms periodiski tiek "mēģināts" iegūt tuvāko cēlgāzes konfigurāciju periodiskajā tabulā ar mazāk vai vairāk elektroniem nekā tā sākotnējā konfigurācija.
Tātad, kad divi viena un tā paša elementa atomi savienojas, veidojot nepolāru kovalento saiti, tas notiek tāpēc, ka šī savienība dod tiem mazāk enerģētisku un līdz ar to stabilāku konfigurāciju.
Vienkāršākais šāda veida piemērs ir gāzūdeņradis (H 2 ), lai gan citi piemēri ir skābekļa (O 2 ) un slāpekļa (N 2 ) gāzes .
Divi identiski ūdeņraža atomi, kuros elektronu pāri piesaista vienādi, kā rezultātā saitē nav polaritātes.
Dažādu atomu nepolārās kovalentās saites
Nepolāru saiti var veidot arī starp diviem nemetāliskiem elementiem vai metalloīdu un nemetālisku elementu.
Pirmajā gadījumā nemetāliskos elementus veido tie, kas pieder noteiktai periodiskās tabulas grupai, starp kuriem ir halogēni (jods, broms, hlors, fluors), cēlgāzes (radons, ksenons, kriptons , argons, neons, hēlijs) un vēl daži citi, piemēram, sērs, fosfors, slāpeklis, skābeklis, ogleklis.
To piemērs ir oglekļa un ūdeņraža atomu savienība, kas ir pamats lielākajai daļai organisko savienojumu.
Otrajā gadījumā metalloīdi ir tie, kuriem ir starpposma raksturlielumi starp nemetāliem un sugām, kas periodiskajiem tabulā ietilpst metāliem. Starp tiem ir germānija, bors, antimons, telūrs, silīcijs, cita starpā.
Piemēri
Var teikt, ka pastāv divu veidu kovalentās saites. Lai gan praksē tiem nav atšķirības, tie ir:
-Kad identiski atomi veido saiti.
-Kad divi dažādi atomi sakrīt, veidojot molekulu.
Starp identiskiem atomiem
Nepolāru kovalento saišu gadījumā, kas notiek starp diviem identiskiem atomiem, katra elektronegativitātei nav īstas nozīmes, jo tie vienmēr būs tieši vienādi, tāpēc atšķirība elektronegativitātēs vienmēr būs nulle.
Tas attiecas uz gāzveida molekulām, piemēram, ūdeņradi, skābekli, slāpekli, fluoru, hloru, bromu, jodu.
Divu identisku skābekļa atomu nepolārā kovalentā saite.
Starp dažādiem atomiem
Gluži pretēji, ja tie ir dažādu atomu savienojumi, to elektronegativitāte ir jāņem vērā, lai tos klasificētu kā nepolārus.
Tas attiecas uz metāna molekulu, kur simetrijas dēļ tiek izslēgts dipola moments, kas veidojas katrā oglekļa-ūdeņraža saitē. Tas nozīmē lādiņu atdalīšanas trūkumu, tāpēc tie nevar mijiedarboties ar polārajām molekulām, piemēram, ūdeni, padarot šīs molekulas un citus polāros ogļūdeņražus hidrofobus.
Citas nepolāras molekulas ir: tetrahlorogleklis (CCl 4 ), pentāns (C 5 H 12 ), etilēns (C 2 H 4 ), oglekļa dioksīds (CO 2 ), benzols (C 6 H 6 ) un toluols (C 7 H 8 ).
Oglekļa dioksīda nepolārā kovalentā saite.
Atsauces
- Bettelheim, FA, Brown, WH, Campbell, MK, Farrell, SO un Torres, O. (2015). Ievads vispārējā, organiskajā un bioķīmijā. Atkopts no books.google.co.ve
- LibreTexts. (sf). Kovalentās saites. Saturs iegūts no chem.libretexts.org
- Brauns, W., Foote, C., Iversons, B., Anslyn, E. (2008). Organiskā ķīmija. Atkopts no books.google.co.ve
- ThoughtCo. (sf). Polāro un nepolāro molekulu piemēri. Izgūts no domaco.com
- Joesten, MD, Hogg, JL un Castellion, ME (2006). Ķīmijas pasaule: Essentials: Essentials. Atkopts no books.google.co.ve
- Wikipedia. (sf). Kovalentā saite. Saturs iegūts no en.wikipedia.org