Wiązania chemiczne – rodzaje, definicje, przykłady
Spis treści:
Co to są wiązania chemiczne?
Wiązanie chemiczne jest to rodzaj połączenia atomów, które powstaje w wyniku oddziaływania elektronów atomów, które chcą się połączyć. Dzięki takim właśnie wiązaniom powstają związki chemiczne np. H2O – woda. Wspomniane wiązania chemiczne następują poprzez przyjmowanie lub uwspólnianie elektronów zwanych walencyjnymi czyli tych, które znajdują się na najdalszej powłoce (elektrony znajdują się w pewnej odległości od jądra atomu). Do połączenia atomów może dojść na kilka sposobów, stąd właśnie podział wiązań chemicznych. Warto wspomnieć, że poza gazami szlachetnymi atomy nie występują w stanie niezwiązanym (pojedynczym).
Elektroujemność
Elektroujemność definiuje jak silnie atomy przyciągają elektrony i może być wyrażona w skali Paulinga. Im wyższa elektroujemność tych przyciąganie to jest silniejsze, inaczej mówiąc jest to zdolność atomu do przyjmowania elektronów.
Typy wiązań chemicznych
W zależności od wielkości różnicy pomiędzy elektroujemnościami możemy wyróżnić różne typy wiązań chemicznych,
Wiązania jonowe
Wiązania jonowe występują gdy różnica elektroujemności jesy większa lub równa 1,7 w skali Paulinga. Takie wiązanie polega na przejściu elektronów walencyjnych z atomów pierwiastka elektrododatniego do atomów pierwiastka elektroujemnego. Wiązania jonowe są wiązaniami mocnymi i charakteryzują się krystaliczną budową, przewodnictwem elektrycznym, rozpuszczalnością w wodzie. Atom pierwiastka oddający elektrony to kation, a atom przyjmujący elektrony to anion. Taki typ wiązania występuje na przykład w chlorku sodu (NaCL) czyli w soli kuchennej.
Wiązania Kowalencyjne, inaczej atomowe
W zależności od wielkości różnicy elektroujemności pomiędzy atomami wyróżnia się wiązania kowalencyjne niespolaryzowane i spolaryzowane.
Wiązania kowalencyjne niespolaryzowane
Wiązania kowalencyjne niespolaryzowane występują pomiędzy atomami tego samego pierwiastka lub pierwiastków o zbliżonej elektroujemności i polegają na na utworzeniu jednej, dwóch lub trzech wspólnych par elektronów, przez dwa atomy, z których każdy dostarcza do wytworzenia wspólnego dubletu taką samą liczbę niesparowanych elektronów.
Związki kowalencyjne mają niskie temperatury topnienia i wrzenia, rozpuszczają się w rozpuszczalnikach niepolarnych lub słabo polarnych, a skroplone związki kowalencyjne i ich roztwory, nie przewodzą prądu elektrycznego. Przykładami takiego wiązania są: H2, O2, N2, Cl2, Br2, I2.
Wiązania chemiczne spolaryzowane
Takie wiązanie polega na uwspólnieniu pary elektronów, ale wspólna para jest przesunięta w kierunku atomu bardziej elektroujemnego. Przesunięcie jest tym większe, im większa jest różnica pomiędzy elektroujemnościami pierwiastków. Wiązanie spolaryzowane jest typowe dla związków nieorganicznych i organicznych w skład których wchodzą atomy niemetali różniących się dość znacznie wartością elektroujemności. Przykład wiązania kowalencyjnego spolaryzowanego występuje w chlorowodorze.
Wiązania koordynacyjne
Wiązania koordynacyjne, nazywane także wiązaniami semipolarnymi są pewnym wariantem wiązań kowalencyjnych. Normalnie jest tak, że w przypadku tworzenia wiązań kowalencyjnych, każdy z atomów uwspólnia po tyle samo atomów. Wiązanie koordynacyjne jest tutaj wyjątkiem, w tym przypadku elektrony pochodzą tylko z jednego atomu.
Wiązania metaliczne
Wiązania chemiczne metaliczne występują pomiędzy atomami metali i polegają na przekształceniu atomów tego samego metalu lub atomów różnych metali w zbiór kationów i swobodnie poruszających się między nimi elektronów. Takie wiązanie może występować w stanie ciekłym lub stałym. Właściwości metali takie jak wysoka temperatura topnienia i wrzenia, kowalność, plastyczność, przewodnictwo elektryczne, dobre przewodnictwo cieplne są właśnie wynikiem wiązań metalicznych.
Wiązania wodorowe
Wiązania wodorowe to oddziaływanie pomiędzy atomem wodoru, a atomem silnie elektroujemnym pierwiastkiem, który posiada wolne pary elektronów. Wiązania wodorowe występują najczęściej w związkach wodoru z fluorem, chlorem, tlenem, azotem. Substancje, w których występuje wiązanie wodorowe charakteryzują się wysokimi temperaturami wrzenia i topnienia. Materiałem w którym występują wiązania wodorowe jest na przykład kevlar.
