Характеристики, свойства, типы и примеры ковалентных связей



ковалентные связи они представляют собой тип союза между атомами, которые образуют молекулы посредством совместного использования электронных пар. Эти связи, которые представляют собой довольно устойчивый баланс между каждым видом, позволяют каждому атому достичь стабильности его электронной конфигурации..

Эти ссылки формируются в одинарном, двойном или тройном вариантах и ​​имеют полярные и неполярные символы. Атомы могут привлекать другие виды, что позволяет образование химических соединений. Это объединение может происходить под действием различных сил, генерирующих слабое или сильное притяжение, или ионных характеров, или путем обмена электронами.

Ковалентные связи считаются "сильными" союзами. В отличие от других сильных связей (ионных связей), ковалентные связи обычно встречаются в неметаллических атомах и в атомах с аналогичным сродством к электронам (схожая электроотрицательность), что делает ковалентные связи слабыми и требует меньше энергии для разрушения..

В связи этого типа так называемое правило октета обычно применяется для оценки количества разделяемых атомов: это правило гласит, что для каждого атома в молекуле требуется 8 валентных электронов, чтобы оставаться стабильными. Через совместное использование они должны достичь потери или прироста электронов между видами.

индекс

  • 1 Характеристики
    • 1.1 Неполярная ковалентная связь
    • 1.2 Полярная ковалентная связь
  • 2 свойства
    • 2.1 Байтовое правило
    • 2.2 Резонанс
    • 2.3 Ароматичность
  • 3 типа ковалентных связей
    • 3.1 Простая ссылка
    • 3.2 Двойная ссылка
    • 3.3 Тройная ссылка
  • 4 примера
  • 5 ссылок

черты

На ковалентные связи влияет электроотрицательное свойство каждого из атомов, участвующих во взаимодействии электронных пар; когда у вас есть атом с электроотрицательностью, значительно большей, чем у другого атома в соединении, будет образована полярная ковалентная связь.

Однако когда оба атома имеют одинаковое электроотрицательное свойство, образуется неполярная ковалентная связь. Это происходит потому, что электроны большинства электроотрицательных частиц будут более привязаны к этому атому, чем в случае наименее электроотрицательных.

Стоит отметить, что никакая ковалентная связь не является полностью равной, если только два вовлеченных атома не являются идентичными (и, следовательно, имеют одинаковую электроотрицательность).

Тип ковалентной связи зависит от разницы в электроотрицательности между видами, где значение от 0 до 0,4 приводит к неполярной связи, а разность от 0,4 до 1,7 приводит к полярной связи ( ионные связи появляются из 1.7).

Неполярная ковалентная связь

Неполярная ковалентная связь возникает, когда электроны в равной степени распределяются между атомами. Это обычно происходит, когда два атома имеют одинаковое или одинаковое электронное сродство (один и тот же вид). Чем больше сходны значения электронного сродства между вовлеченными атомами, тем сильнее будет результирующее притяжение.

Это обычно происходит в молекулах газа, также известных как двухатомные элементы. Неполярные ковалентные связи работают с той же природой, что и полярные (атом с более высокой электроотрицательностью будет сильнее притягивать электрон или электроны другого атома).

Однако в двухатомных молекулах электроотрицательности отменяются, потому что они равны и приводят к нулевой нагрузке.

Неполярные связи имеют решающее значение в биологии: они помогают формировать кислородные и пептидные связи, которые наблюдаются в цепях аминокислот. Молекулы с большим количеством неполярных связей обычно являются гидрофобными.

Полярная ковалентная связь

Полярная ковалентная связь возникает, когда существует неравное распределение электронов между двумя видами, участвующими в объединении. В этом случае один из двух атомов обладает значительно большей электроотрицательностью, чем другой, и по этой причине он привлечет больше электронов из объединения.

Полученная молекула будет иметь слегка положительную сторону (ту, которая имеет самую низкую электроотрицательность) и слегка отрицательную сторону (у этого атома с самой высокой электроотрицательностью). Он также обладает электростатическим потенциалом, что дает соединению способность слабо связываться с другими полярными соединениями..

Наиболее распространенными полярными связями являются водородные связи с большим количеством электроотрицательных атомов с образованием таких соединений, как вода (H2O).

свойства

В структурах ковалентных связей, ряд свойств, которые участвуют в изучении этих союзов, принимаются во внимание и помогают понять это явление совместного использования электронов:

Правило октета

Правило октета было сформулировано американским физиком и химиком Гилбертом Ньютоном Льюисом, хотя были ученые, которые изучали это до него.

Это практическое правило, которое отражает наблюдение, что атомы представительных элементов обычно объединяются так, что каждый атом достигает восьми электронов в своей валентной оболочке, что приводит к тому, что он имеет электронную конфигурацию, подобную благородным газам. Диаграммы Льюиса или структуры используются для представления этих союзов.

Есть исключения из этого правила, например, для видов с неполной валентной оболочкой (молекулы с семью электронами, такие как CH3, и реактивные виды с шестью электронами, такие как ЧД3); это также происходит в атомах с очень небольшим количеством электронов, таких как гелий, водород и литий, среди других.

резонанс

Резонанс - это инструмент, используемый для представления молекулярных структур и представления делокализованных электронов, где связи не могут быть выражены с помощью одной структуры Льюиса..

В этих случаях электроны должны быть представлены несколькими «вспомогательными» структурами, называемыми резонансными структурами. Другими словами, резонанс это тот термин, который предлагает использовать две или более структур Льюиса для представления конкретной молекулы.

Эта концепция полностью человеческая, и в любой момент времени не существует той или иной структуры молекулы, но она может существовать в любой версии этого (или во всех) одновременно..

Кроме того, способствующие (или резонирующие) структуры не являются изомерами: может отличаться только положение электронов, но не ядра атома.

ароматичности

Эта концепция используется для описания циклической и плоской молекулы с кольцом резонансных связей, которые проявляют большую стабильность, чем другие геометрические структуры с той же атомной конфигурацией.

Ароматические молекулы очень стабильны, так как они не ломаются легко или обычно вступают в реакцию с другими веществами. В бензоле, являющемся прототипом ароматического соединения, пи (π) сопряженные связи образуются в виде двух отдельных резонансных структур, которые образуют шестиугольник с высокой стабильностью.

Сигма ссылка (Σ)

Это самое простое звено, в котором две "s" орбитали объединяются. Сигма-связи представлены во всех простых ковалентных связях, а также могут встречаться на «р» орбитали, пока они смотрят друг на друга.

Ссылка пи (π)

Эта связь находится между двумя "p" орбиталями, которые находятся параллельно. Они соединены бок о бок (в отличие от сигмы, которая соединяется лицом к лицу) и образуют области электронной плотности выше и ниже молекулы.

Двойные и тройные ковалентные связи включают одну или две пи-связи, и они придают молекуле жесткую форму. Пи ссылки слабее, чем сигма, так как перекрытия меньше.

Типы ковалентных связей

Ковалентные связи между двумя атомами могут быть образованы парой электронов, но они также могут быть образованы двумя или даже тремя парами электронов, поэтому они будут выражаться в виде одинарных, двойных и тройных связей, которые представлены различными типами связей. соединения (сигма и пи ссылки) для каждого.

Простые ссылки - самые слабые, а тройные - самые сильные; это происходит потому, что тройки имеют наименьшую длину связи (наибольшее притяжение) и наибольшую энергию связи (им требуется больше энергии для разрыва).

Простая ссылка

Это совместное использование одной пары электронов; то есть каждый вовлеченный атом разделяет один электрон. Этот союз является самым слабым и включает одну сигма-связь (σ). Он представлен линией между атомами; например, в случае молекулы водорода (Н2):

Н-Н

Двойная ссылка

В этом типе связи две общие пары электронов образуют связи; то есть четыре электрона являются общими. Эта связь включает сигма (σ) и пи (π) ссылку и представлена ​​двумя черточками; например, в случае диоксида углерода (СО2):

O = C = O

Тройная ссылка

Эта связь, самая сильная, которая существует между ковалентными связями, возникает, когда атомы делят шесть электронов или три пары в объединенной сигме (σ) и двух пи (π). Он представлен тремя полосами и может наблюдаться в таких молекулах, как ацетилен (C2H2):

Н-Н-С ≡

Наконец, были обнаружены четверные связи, но они редки и ограничиваются в основном металлическими соединениями, такими как ацетат хрома (II) и другие..

примеров

Для простых ссылок наиболее распространенным случаем является случай водорода, как можно видеть ниже:

Случай тройной связи - это случай азота в закиси азота (N2O), как показано ниже, с видимыми ссылками сигма и пи:

ссылки

  1. Чанг, Р. (2007). Химия. (9-е изд). McGraw-Hill.
  2. Chem Libretexts. (Н.Д.). Получено с сайта chem.libretexts.org
  3. Anne Marie Helmenstine, P. (s.f.). Получено с мысли
  4. Lodish, H., Berk, A., Zipursky, S.L., Matsudaira, P., Baltimore, D. & Darnell, J. (2000). Молекулярно-клеточная биология. Нью-Йорк: У. Х. Фриман.
  5. Wikiversity. (Н.Д.). Получено с en.wikiversity.org