Đặc điểm liên kết cộng hóa trị, thuộc tính, loại và ví dụ



các trái phiếu cộng hóa trị chúng là một loại liên kết giữa các nguyên tử tạo thành các phân tử thông qua việc chia sẻ các cặp electron. Các liên kết này, thể hiện sự cân bằng khá ổn định giữa mỗi loài, cho phép mỗi nguyên tử đạt được sự ổn định của cấu hình điện tử của nó.

Các liên kết này được hình thành trong các phiên bản đơn, đôi hoặc ba, và có các ký tự phân cực và không phân cực. Các nguyên tử có thể thu hút các loài khác, do đó cho phép hình thành các hợp chất hóa học. Sự kết hợp này có thể xảy ra bởi các lực khác nhau, tạo ra sức hút yếu hoặc mạnh, hoặc của các nhân vật ion hoặc trao đổi điện tử.

Liên kết cộng hóa trị được coi là công đoàn "mạnh". Không giống như các liên kết mạnh khác (liên kết ion), liên kết cộng hóa trị thường xảy ra ở các nguyên tử phi kim và ở những nguyên tử có ái lực tương tự với các điện tử (độ âm điện tương tự), làm cho liên kết cộng hóa trị yếu và cần ít năng lượng hơn để phá vỡ..

Trong loại liên kết này, quy tắc được gọi là Octet thường được áp dụng để ước tính lượng nguyên tử được chia sẻ: quy tắc này nói rằng mỗi nguyên tử trong phân tử cần 8 electron hóa trị để duy trì ổn định. Thông qua việc chia sẻ, chúng phải đạt được sự mất hoặc thu được các electron giữa các loài.

Chỉ số

  • 1 Đặc điểm
    • 1.1 Liên kết cộng hóa trị không phân cực
    • 1.2 Liên kết cộng hóa trị có cực
  • 2 thuộc tính
    • 2.1 Quy tắc byte
    • 2.2 Cộng hưởng
    • 2.3 Độ thơm
  • 3 loại trái phiếu cộng hóa trị
    • 3.1 Liên kết đơn giản
    • 3.2 Liên kết đôi
    • 3.3 Liên kết ba
  • 4 ví dụ
  • 5 tài liệu tham khảo

Tính năng

Liên kết cộng hóa trị bị ảnh hưởng bởi tính chất âm điện của từng nguyên tử liên quan đến sự tương tác của các cặp electron; khi bạn có một nguyên tử có độ âm điện lớn hơn đáng kể so với nguyên tử khác trong liên kết, một liên kết cộng hóa trị có cực sẽ được hình thành.

Tuy nhiên, khi cả hai nguyên tử có tính chất âm điện tương tự nhau, một liên kết cộng hóa trị không phân cực sẽ được hình thành. Điều này xảy ra bởi vì các electron của các loài có độ âm điện lớn nhất sẽ gắn liền với nguyên tử này hơn trong trường hợp ít có độ âm điện nhất.

Điều đáng chú ý là không có liên kết cộng hóa trị nào hoàn toàn bằng nhau, trừ khi hai nguyên tử liên quan giống hệt nhau (và do đó, có cùng độ âm điện).

Loại liên kết cộng hóa trị phụ thuộc vào sự khác biệt về độ âm điện giữa các loài, trong đó giá trị từ 0 đến 0,4 dẫn đến liên kết không phân cực và chênh lệch 0,4 đến 1,7 dẫn đến liên kết cực ( liên kết ion xuất hiện từ 1.7).

Liên kết cộng hóa trị không phân cực

Liên kết cộng hóa trị không phân cực được tạo ra khi các electron được chia sẻ đồng đều giữa các nguyên tử. Điều này thường xảy ra khi hai nguyên tử có ái lực điện tử tương đương hoặc bằng nhau (cùng loài). Các giá trị của ái lực điện tử giữa các nguyên tử liên quan càng giống nhau, sức hút kết quả sẽ càng mạnh.

Điều này thường xảy ra trong các phân tử khí, còn được gọi là các yếu tố diatomic. Các liên kết cộng hóa trị không phân cực hoạt động với cùng bản chất với các liên kết cực (nguyên tử có độ âm điện cao hơn sẽ thu hút electron hoặc electron của nguyên tử khác mạnh hơn).

Tuy nhiên, trong các phân tử diatomic, độ âm điện bị hủy vì chúng bằng nhau và dẫn đến tải không.

Liên kết không phân cực rất quan trọng trong sinh học: chúng giúp hình thành liên kết oxy và peptide được quan sát thấy trong chuỗi axit amin. Các phân tử có nhiều liên kết không phân cực thường kỵ nước.

Liên kết cộng hóa trị có cực

Liên kết cộng hóa trị có cực xảy ra khi có sự chia sẻ không đồng đều các electron giữa hai loài liên quan đến liên kết. Trong trường hợp này, một trong hai nguyên tử có độ âm điện lớn hơn đáng kể so với nguyên tử kia và vì lý do này, nó sẽ thu hút nhiều electron hơn từ liên minh.

Phân tử kết quả sẽ có một mặt hơi dương (có độ âm điện thấp nhất) và một mặt hơi âm (với nguyên tử đó có độ âm điện cao nhất). Nó cũng sẽ có khả năng tĩnh điện, tạo cho hợp chất khả năng liên kết yếu với các hợp chất phân cực khác.

Các liên kết cực phổ biến nhất là các liên kết hydro với các nguyên tử có độ âm điện lớn hơn để tạo thành các hợp chất như nước (H2Ô).

Thuộc tính

Trong các cấu trúc của liên kết cộng hóa trị, một loạt các tính chất có liên quan đến nghiên cứu các liên kết này được tính đến và giúp hiểu được hiện tượng chia sẻ electron này:

Quy tắc bát phân

Quy tắc bát tử được xây dựng bởi nhà vật lý và hóa học người Mỹ Gilbert Newton Lewis, mặc dù có những nhà khoa học đã nghiên cứu điều này trước ông.

Đó là một quy tắc phản ánh quan sát rằng các nguyên tử của các nguyên tố đại diện thường kết hợp sao cho mỗi nguyên tử chạm tới tám electron trong vỏ hóa trị của nó, dẫn đến nó có cấu hình điện tử tương tự như các khí hiếm. Các sơ đồ hoặc cấu trúc của Lewis được sử dụng để đại diện cho các công đoàn này.

Có những trường hợp ngoại lệ cho quy tắc này, chẳng hạn như đối với các loài có vỏ hóa trị không hoàn chỉnh (các phân tử có bảy electron như CH3, và các loài sáu electron phản ứng như BH3); nó cũng xảy ra trong các nguyên tử có rất ít electron, chẳng hạn như helium, hydro và lithium, trong số những nguyên tử khác.

Cộng hưởng

Cộng hưởng là một công cụ được sử dụng để biểu diễn các cấu trúc phân tử và đại diện cho các điện tử được định vị trong đó các liên kết không thể được biểu thị bằng một cấu trúc Lewis duy nhất.

Trong những trường hợp này, các electron phải được biểu diễn bằng một số cấu trúc "đóng góp", được gọi là cấu trúc cộng hưởng. Nói cách khác, cộng hưởng là thuật ngữ gợi ý việc sử dụng hai hoặc nhiều cấu trúc Lewis để thể hiện một phân tử cụ thể.

Khái niệm này hoàn toàn thuộc về con người và không có một hoặc một cấu trúc nào khác của phân tử tại bất kỳ thời điểm nào, nhưng nó có thể tồn tại trong bất kỳ phiên bản nào của điều này (hoặc tất cả) cùng một lúc.

Ngoài ra, các cấu trúc đóng góp (hoặc cộng hưởng) không phải là các đồng phân: chỉ vị trí của các electron có thể khác nhau, nhưng không phải là hạt nhân của nguyên tử.

Thơm

Khái niệm này được sử dụng để mô tả một phân tử tuần hoàn và phẳng với một vòng liên kết cộng hưởng thể hiện sự ổn định cao hơn so với các sắp xếp hình học khác có cùng cấu hình nguyên tử.

Các phân tử thơm rất ổn định, vì chúng không dễ dàng bị phá vỡ hoặc thường phản ứng với các chất khác. Trong benzen, hợp chất thơm nguyên mẫu, liên kết liên hợp pi (π) được hình thành trong hai cấu trúc cộng hưởng riêng biệt, tạo thành một hình lục giác có độ ổn định cao.

Liên kết Sigma (σ)

Đó là liên kết đơn giản nhất, trong đó hai quỹ đạo "s" kết hợp với nhau. Liên kết Sigma được trình bày trong tất cả các liên kết cộng hóa trị đơn giản, và cũng có thể xảy ra theo quỹ đạo "p", trong khi các liên kết này đang nhìn nhau.

Liên kết pi (π)

Liên kết này nằm giữa hai quỹ đạo "p" song song. Chúng được nối cạnh nhau (không giống như sigma, nối với nhau) và tạo thành các khu vực có mật độ điện tử bên trên và bên dưới phân tử.

Liên kết cộng hóa trị kép và ba liên quan đến một hoặc hai liên kết pi, và những liên kết này tạo cho phân tử một dạng cứng. Liên kết Pi yếu hơn sigma, vì có ít sự chồng chéo.

Các loại trái phiếu cộng hóa trị

Liên kết cộng hóa trị giữa hai nguyên tử có thể được hình thành bởi một cặp electron, nhưng chúng cũng có thể được hình thành bởi hai hoặc thậm chí ba cặp electron, vì vậy chúng sẽ được biểu thị dưới dạng liên kết đơn, đôi và ba, được biểu diễn bằng các loại liên kết khác nhau. các mối nối (liên kết sigma và pi) cho mỗi.

Các liên kết đơn giản là yếu nhất và gấp ba mạnh nhất; điều này xảy ra bởi vì bộ ba là những người có độ dài liên kết ngắn nhất (sức hấp dẫn lớn nhất) và năng lượng liên kết cao nhất (chúng đòi hỏi nhiều năng lượng hơn để phá vỡ).

Liên kết đơn giản

Đó là sự chia sẻ của một cặp electron; có nghĩa là, mỗi nguyên tử liên quan chia sẻ một điện tử. Liên minh này là yếu nhất và liên quan đến một liên kết sigma duy nhất (). Nó được biểu diễn bằng một đường giữa các nguyên tử; ví dụ, trong trường hợp phân tử hydro (H2):

H-H

Liên kết đôi

Trong loại liên kết này, hai cặp electron dùng chung tạo thành liên kết; đó là bốn điện tử được chia sẻ. Liên kết này liên quan đến một liên kết sigma (σ) và liên kết pi (π) và được biểu thị bằng hai dấu gạch ngang; ví dụ, trong trường hợp carbon dioxide (CO2):

O = C = O

Liên kết ba

Liên kết này, mạnh nhất tồn tại giữa các liên kết cộng hóa trị, xảy ra khi các nguyên tử chia sẻ sáu electron hoặc ba cặp, trong một sigma liên kết (σ) và hai pi (π). Nó được biểu thị bằng ba sọc và có thể được quan sát trong các phân tử như acetylene (C2H2):

H-C≡C-H

Cuối cùng, các liên kết bốn cực đã được quan sát, nhưng chúng rất hiếm và bị giới hạn chủ yếu ở các hợp chất kim loại, chẳng hạn như crôm (II) acetate và các chất khác..

Ví dụ

Đối với các liên kết đơn giản, trường hợp phổ biến nhất là hydro, như có thể thấy dưới đây:

Trường hợp của một liên kết ba là của nitrogens trong oxit nitơ (N2O), như được thấy dưới đây, với các liên kết sigma và pi có thể nhìn thấy:

Tài liệu tham khảo

  1. Chang, R. (2007). Hóa học (Tái bản lần thứ 9). Đồi McGraw.
  2. Chem Libretexts. (s.f.). Lấy từ chem.libretexts.org
  3. Anne Marie Helmenstine, P. (s.f.). Lấy từ thinkco.com
  4. Lodish, H., Berk, A., Zipursky, S.L., Matsudaira, P., Baltimore, D., & Darnell, J. (2000). Sinh học tế bào phân tử. New York: W. H. Freeman.
  5. Wikiversity (s.f.). Lấy từ en.wikiversity.org