- Splošne značilnosti nepolarne kovalentne vezi
- Polarnost in simetrija
- Kako nastane nepolarna kovalentna vez?
- Naročanje in energija
- Vrste elementov, ki tvorijo nepolarno kovalentno vez
- Nepolarne kovalentne vezi različnih atomov
- Primeri
- Med enakimi atomi
- Med različnimi atomi
- Reference
Nepolarna kovalentna vez je vrsta kemijske vezi, v kateri dva atoma, ki posedujejo podobne Elektronegativnost deležev elektrone, da se tvori molekulo.
To vrsto vezi najdemo v velikem številu spojin z različnimi značilnostmi, ki jih najdemo med dvema atomoma dušika, ki tvorita plinasto vrsto (N 2 ), in med ogljikovimi in vodikovimi atomi, ki držijo molekulo plina metana skupaj. (CH 4 ), na primer.
Nepolarna kovalentna vez metana. S strani CNX OpenStax, prek Wikimedia Commons
Znana je kot elektronegativnost na lastnosti, ki jih imajo kemični elementi, kar se nanaša na to, kako velika ali majhna je sposobnost teh atomskih vrst, da privlačijo elektronsko gostoto drug proti drugemu.
Polarnost nepolarnih kovalentnih vezi se v elektronegativnosti atomov razlikuje za manj kot 0,4 (kot kaže Paulingova lestvica). Če bi bila večja od 0,4 in manjša od 1,7, bi bila polarna kovalentna vez, medtem ko bi bila večja od 1,7, bi bila jonska vez.
Treba je opozoriti, da elektronegativnost atomov opisuje le tiste, ki so vpleteni v kemijsko vez, torej kadar so del molekule.
Splošne značilnosti nepolarne kovalentne vezi
Izraz "nepolarne" označuje molekule ali vezi, ki ne kažejo nobene polarnosti. Kadar je molekula nepolarna, lahko to pomeni dve stvari:
-Ni atomi niso povezani s polarnimi vezmi.
-Ima vezi polarnega tipa, vendar so bile usmerjene tako simetrično, da vsaka odpove dipolni trenutek drugega.
Avtor Jacek FH, iz Wikimedia Commons
Podobno je veliko snovi, v katerih njihove molekule ostanejo povezane v strukturi spojine, bodisi v tekoči, plinski ali trdni fazi.
Ko se to zgodi, so v veliki meri posledica tako imenovanih van der Waalsovih sil ali medsebojnih vplivov, poleg temperaturnih in tlačnih razmer, v katerih poteka kemična reakcija.
Te vrste interakcij, ki se pojavljajo tudi v polarnih molekulah, se pojavijo zaradi gibanja subatomskih delcev, predvsem elektronov, ko se gibljejo med molekulami.
Zaradi tega pojava se lahko v nekaj trenutkih elektroni nakopičijo na enem koncu kemijske vrste, koncentrirajo se na specifičnih področjih molekule in ji dajo delni naboj, ustvarijo določene dipole in molekule ostanejo precej blizu drug drugemu. drug pri drugem.
Polarnost in simetrija
Vendar ta majhen dipol ni tvorjen v spojinah, povezanih z nepolarnimi kovalentnimi vezmi, ker je razlika med njihovimi elektronegativnostmi praktično enaka ali popolnoma enaka.
V primeru molekul ali vezi, ki jih sestavljata dva enaka atoma, torej ko sta njuni elektronegativi enaki, je razlika med njima enaka nič.
V tem smislu so vezi razvrščene kot nepolarne kovalentne, kadar je razlika v elektronegativnostih med dvema atomoma, ki tvorita vez, manjša od 0,5.
Ko je odštevanje rezultat vrednosti med 0,5 in 1,9, je opisano kot polarni kovalent. Medtem ko, ko ima ta razlika število večje od 1,9, zagotovo velja za vez ali spojino polarne narave.
Torej se ta vrsta kovalentnih vezi oblikuje zahvaljujoč delitvi elektronov med dvema atomoma, ki enakomerno oddata svojo elektronsko gostoto.
Zaradi tega so molekularne vrste, ki jih povezuje ta vrsta vezi, poleg narave atomov, vključenih v to interakcijo, precej simetrične, zato so te vezi ponavadi precej močne.
Kako nastane nepolarna kovalentna vez?
Na splošno kovalentne vezi izvirajo, ko par atomov sodeluje pri deljenju parov elektronov ali kadar je porazdelitev gostote elektronov enaka med atomskima vrstama.
Lewisov model opisuje te zveze kot interakcije, ki imajo dvojni namen: oba elektrona se delita med vpletenima atomoma in hkrati napolnita najbolj oddaljeno energijsko raven (valenčno lupino) vsakega od njiju in jim dodelita večja stabilnost.
Ker ta vrsta vezi temelji na razliki elektronegativnosti med atomi, ki jo sestavljajo, je pomembno vedeti, da so elementi z največjo elektronegativnostjo (ali bolj elektronegativno) tisti, ki elektrone najbolj privlačijo drug proti drugemu.
Ta lastnost se v periodični tabeli povečuje v smeri levo-desno in v naraščajoči smeri (od spodaj navzgor), tako da je element, ki velja za najmanj elektronegativa periodične tabele, francij (približno 0,7 ), največja elektronegativnost pa je fluor (približno 4,0).
Te vezi se pogosteje pojavljajo med dvema atomoma, ki pripadata nekovinam, in med nekovinom in atomom metaloidne narave.
Naročanje in energija
Z bolj notranjega vidika, glede energetskih interakcij, lahko rečemo, da par atomov pritegne drug drugega in tvori vez, če ta proces povzroči zmanjšanje energije sistema.
Prav tako se, kadar dani pogoji dajejo prednost, da se atomi, ki medsebojno delujejo, med seboj privlačijo, se zbližajo in takrat nastane ali nastane vez; dokler ta pristop in poznejša zveza vključujeta konfiguracijo, ki ima manj energije od prvotne ureditve, v kateri so atomi ločeni.
Način, kako se atomske vrste združujejo v tvorbo molekul, je opisano z oktetskim pravilom, ki ga je predlagal fizikalno-kemičar rojen v Ameriki Gilbert Newton Lewis.
To znano pravilo v glavnem pravi, da se atom, ki ni vodik, nagiba k vezanju, dokler ga v valenčni lupini ne obkroži osem elektronov.
To pomeni, da kovalentna vez izvira, ko vsakemu atomu primanjkuje dovolj elektronov, da napolni svoj oktet, torej ko si delijo svoje elektrone.
Za doseganje stabilnosti v strukturi CO2 je potrebno, da atom ogljika tvori dve dvojni vezi z vsakim atomom kisika, s čimer izpolnjuje oktetsko pravilo.
To pravilo ima svoje izjeme, na splošno pa je odvisno od narave elementov, ki so vključeni v povezavo.
Vrste elementov, ki tvorijo nepolarno kovalentno vez
Ko nastane nepolarna kovalentna vez, se lahko dva atoma istega elementa ali različnih elementov združita z deljenjem elektronov z njihovih najbolj zunanjih energijskih ravni, ki so na voljo za tvorbo vezi.
Ko pride do te kemijske zveze, vsak atom teži k najbolj stabilni elektronski konfiguraciji, ki ustreza plemenitim plinom. Torej vsak atom na splošno "išče", da na periodični tabeli pridobi najbližjo konfiguracijo žlahtnega plina, bodisi z manj ali več elektroni kot v prvotni konfiguraciji.
Ko se torej dva atoma istega elementa združita, da tvorita nepolarno kovalentno vez, je zato, ker jim ta vez daje manj energijsko in zato bolj stabilno konfiguracijo.
Najpreprostejši primer te vrste je plin vodika (H 2 ), čeprav sta ostala primera plina kisik (O 2 ) in dušik (N 2 ).
Dva enaka vodikova atoma, v katerih se par elektronov privlači na enak način, zaradi česar ni nobene polarnosti v vezi.
Nepolarne kovalentne vezi različnih atomov
Nepolarna vez se lahko tvori tudi med dvema nekovinskima elementoma ali metaloidom in nekovinskim elementom.
V prvem primeru so nekovinski elementi sestavljeni iz tistih, ki spadajo v izbrano skupino periodične tabele, med njimi so halogeni (jod, brom, klor, fluor), žlahtni plini (radon, ksenon, kripton , argon, neon, helij) in še nekaj drugih, kot so žveplo, fosfor, dušik, kisik, ogljik.
Primer za to je združitev ogljikovih in vodikovih atomov, ki je osnova za večino organskih spojin.
V drugem primeru so metaloidi tisti, ki imajo vmesne značilnosti med nekovinami in vrstami, ki pripadajo kovinam v periodični tabeli. Med njimi so: germanij, bor, antimon, teluri, silicij.
Primeri
Lahko rečemo, da obstajata dve vrsti kovalentnih vezi. Čeprav v praksi ti med njimi nimajo nobene razlike, so to:
-Ko enaki atomi tvorijo vez.
Ko se dva različna atoma združita in tvorita molekulo.
Med enakimi atomi
V primeru nepolarnih kovalentnih vezi, ki se pojavita med dvema enakima atomoma, elektronegativnost vsakega v resnici ni pomembna, saj bodo vedno popolnoma enake, zato bo razlika v elektronegativnostih vedno enaka nič.
To je primer plinastih molekul, kot so vodik, kisik, dušik, fluor, klor, brom, jod.
Nepolarna kovalentna vez dveh enakih kisikovih atomov.
Med različnimi atomi
Ko so zveze med različnimi atomi, nasprotno, je treba upoštevati njihove elektronegativnosti, da jih uvrstimo med nepolarne.
To je primer molekule metana, kjer se dipolni moment, ki nastane v vsaki vezi ogljik-vodik, zaradi simetrije prekliče. To pomeni pomanjkanje ločevanja nabojev, zato ne morejo medsebojno vplivati s polarnimi molekulami, kot je voda, zaradi česar so te molekule in drugi polarni ogljikovodiki hidrofobni.
Druge nepolarne molekule so: ogljikov tetraklorid (CCI 4 ), pentan (Ci 5 H 12 ), etilen (Ci 2 H 4 ), ogljikov dioksid (CO 2 ), benzen (C 6 H 6 ) in toluen (Ci 7 H 8 ).
Nepolarna kovalentna vez ogljikovega dioksida.
Reference
- Bettelheim, FA, Brown, WH, Campbell, MK, Farrell, SO in Torres, O. (2015). Uvod v splošno, organsko in biokemijo. Pridobljeno iz books.google.co.ve
- LibreTexts. (sf). Kovalentne vezi. Pridobljeno s chem.libretexts.org
- Brown, W., Foote, C., Iverson, B., Anslyn, E. (2008). Organska kemija. Pridobljeno iz books.google.co.ve
- MiselCo. (sf). Primeri polarnih in nepolarnih molekul. Pridobljeno s spletnega mesta thinkco.com
- Joesten, dr. Med., Hogg, JL in Castellion, ME (2006). Svet kemije: osnove: bistvenost. Pridobljeno iz books.google.co.ve
- Wikipedija. (sf). Kovalentna vez. Pridobljeno z en.wikipedia.org