Đặc điểm liên kết cộng hóa trị không phân cực, cách thức hình thành, các loại

Một liên kết cộng hóa trị không phân cực là một loại liên kết hóa học trong đó hai nguyên tử có độ âm điện tương tự chia sẻ các electron để tạo thành một phân tử. Nó được tìm thấy trong một số lượng lớn các hợp chất có đặc điểm khác nhau, nằm giữa hai nguyên tử nitơ tạo thành các loài khí (N₂) và giữa các nguyên tử carbon và hydro giữ lại phân tử khí metan (CH₄), cũng như trong số nhiều chất khác.

Nó được gọi là độ âm điện đối với tài sản được sở hữu bởi các nguyên tố hóa học đề cập đến khả năng của các loài nguyên tử này lớn hay nhỏ để thu hút mật độ điện tử đến mức nào..

Cần lưu ý rằng độ âm điện của các nguyên tử chỉ mô tả những chất có liên quan đến liên kết hóa học, nghĩa là khi chúng là một phần của phân tử.

Chỉ số

• 1 Đặc điểm chung
  • 1.1 Phân cực và đối xứng
• 2 Làm thế nào liên kết cộng hóa trị không phân cực được hình thành?
  • 2.1 Quy định và năng lượng
• 3 Các loại nguyên tố tạo nên liên kết cộng hóa trị không phân cực
  • 3.1 Liên kết cộng hóa trị không phân cực của các nguyên tử khác nhau
• 4 ví dụ
• 5 tài liệu tham khảo

Đặc điểm chung

Thuật ngữ "không phân cực" đặc trưng cho các phân tử hoặc liên kết không thể hiện bất kỳ sự phân cực nào. Khi một phân tử không phân cực, nó có thể có nghĩa là hai điều:

-Các nguyên tử của chúng không được liên kết bởi các liên kết cực.

-Nó có các liên kết kiểu cực, nhưng các liên kết này đã được định hướng theo cách đối xứng đến mức mỗi lần hủy bỏ khoảnh khắc lưỡng cực của nhau..

Tương tự, có một số lượng lớn các chất trong đó các phân tử của chúng vẫn liên kết với nhau trong cấu trúc của hợp chất, cho dù ở pha lỏng, khí hay rắn.

Khi điều này xảy ra, phần lớn là do cái gọi là lực hoặc tương tác của van der Waals, ngoài các điều kiện về nhiệt độ và áp suất mà phản ứng hóa học được thực hiện..

Kiểu tương tác này, cũng xảy ra trong các phân tử cực, xảy ra do sự chuyển động của các hạt hạ nguyên tử, chủ yếu là các electron khi chúng di chuyển giữa các phân tử.

Do hiện tượng này, trong một vấn đề của vật chất, các electron có thể tích tụ ở một đầu của các loài hóa học, tập trung ở các khu vực cụ thể của phân tử và tạo cho nó một loại điện tích một phần, tạo ra các lưỡng cực nhất định và làm cho các phân tử ở gần với cái này đến cái khác.

Phân cực và đối xứng

Tuy nhiên, lưỡng cực nhỏ này không được hình thành trong các hợp chất bị ràng buộc bởi các liên kết cộng hóa trị không cực, bởi vì sự khác biệt giữa độ âm điện của chúng hầu như bằng không hoặc hoàn toàn bằng không.

Trong trường hợp các phân tử hoặc liên kết được cấu thành bởi hai nguyên tử bằng nhau, nghĩa là khi độ âm điện của chúng giống hệt nhau, sự khác biệt giữa chúng là bằng không.

Theo nghĩa này, các liên kết được phân loại là cộng hóa trị không phân cực khi sự khác biệt về độ âm điện giữa hai nguyên tử tạo nên liên kết nhỏ hơn 0,5.

Ngược lại, khi phép trừ này dẫn đến một giá trị nằm trong khoảng từ 0,5 đến 1,9, nó được đặc trưng như một cộng hóa trị có cực. Trong khi, khi sự khác biệt này dẫn đến một số lớn hơn 1.9, nó chắc chắn được coi là một liên kết hoặc hợp chất có tính chất cực.

Vì vậy, loại liên kết cộng hóa trị này được hình thành nhờ sự chia sẻ các electron giữa hai nguyên tử mang lại mật độ điện tử như nhau.

Vì lý do này, ngoài bản chất của các nguyên tử liên quan đến tương tác này, các loài phân tử được liên kết bởi loại liên kết này có xu hướng khá đối xứng và do đó, các liên kết này thường khá mạnh.

Làm thế nào liên kết cộng hóa trị không phân cực được hình thành?

Nói chung, liên kết cộng hóa trị bắt nguồn khi một cặp nguyên tử tham gia vào việc chia sẻ các cặp electron hoặc khi sự phân bố mật độ electron xảy ra như nhau giữa cả hai loài nguyên tử.

Mô hình của Lewis mô tả các liên hiệp này là các tương tác có mục đích kép: hai electron được chia sẻ giữa các nguyên tử can thiệp và đồng thời, chúng lấp đầy mức năng lượng bên ngoài nhất (lớp hóa trị) của mỗi chúng, cấp cho chúng ổn định hơn.

Vì loại liên kết này dựa trên sự khác biệt về độ âm điện tồn tại giữa các nguyên tử cấu thành nên nó, điều quan trọng cần biết là các nguyên tố có độ âm điện cao nhất (hoặc nhiều độ âm điện hơn) là những nguyên tố thu hút các electron mạnh hơn đối với nhau..

Tính chất này có xu hướng tăng trong bảng tuần hoàn theo hướng trái - phải và theo hướng tăng dần (từ dưới lên), do đó phần tử được coi là ít điện nhất trong bảng tuần hoàn là francium (khoảng 0,7 ) và loại có độ âm điện cao nhất là flo (khoảng 4.0).

Các liên kết này phổ biến nhất giữa hai nguyên tử thuộc về phi kim hoặc giữa một phi kim và nguyên tử có bản chất kim loại.

Quy định và năng lượng

Từ quan điểm nội tâm hơn, về mặt tương tác năng lượng, có thể nói rằng một cặp nguyên tử thu hút và hình thành liên kết nếu quá trình này dẫn đến giảm năng lượng của hệ thống.

Ngoài ra, khi các điều kiện nhất định làm cho các nguyên tử tương tác thu hút, chúng lại gần nhau hơn và đó là khi liên kết được tạo ra hoặc hình thành; miễn là cách tiếp cận này và liên kết tiếp theo liên quan đến một cấu hình có ít năng lượng hơn thứ tự ban đầu, trong đó các nguyên tử được tách ra.

Cách thức các loài nguyên tử được kết hợp để tạo thành các phân tử được mô tả theo quy tắc bát tử, được đề xuất bởi hóa lý có nguồn gốc Hoa Kỳ Gilbert Newton Lewis.

Quy tắc nổi tiếng này tuyên bố chủ yếu rằng một nguyên tử khác ngoài hydro có xu hướng thiết lập liên kết cho đến khi nó được bao quanh bởi tám electron trong vỏ hóa trị của nó.

Điều này có nghĩa là liên kết cộng hóa trị bắt nguồn khi mỗi nguyên tử thiếu đủ các electron để lấp đầy octet của nó, đó là khi chúng chia sẻ các electron của chúng.

Quy tắc này có ngoại lệ, nhưng nói chung, nó phụ thuộc vào bản chất của các yếu tố liên quan đến liên kết.

Các loại nguyên tố hình thành liên kết cộng hóa trị không phân cực

Khi liên kết cộng hóa trị không phân cực được hình thành, hai nguyên tử của cùng một nguyên tố hoặc các nguyên tố khác nhau có thể được nối với nhau bằng cách chia sẻ các electron từ các mức năng lượng ngoài cùng của chúng, đó là những gì có sẵn để hình thành liên kết.

Khi liên kết hóa học này xảy ra, mỗi nguyên tử có xu hướng thu được cấu hình điện tử ổn định nhất, tương ứng với các khí hiếm. Vì vậy, mỗi nguyên tử thường "tìm kiếm" để có được cấu hình của khí hiếm gần nhất trong bảng tuần hoàn, với ít hoặc nhiều electron hơn cấu hình ban đầu của nó.

Vì vậy, khi hai nguyên tử của cùng một nguyên tố được nối để tạo thành liên kết cộng hóa trị không phân cực, đó là do sự kết hợp này mang lại cho chúng một cấu hình ít năng lượng hơn và do đó, ổn định hơn.

Ví dụ đơn giản nhất của loại này là khí hydro (H₂), mặc dù các ví dụ khác là khí oxy (O₂) và nitơ (N₂).

Liên kết cộng hóa trị không phân cực của các nguyên tử khác nhau

Một điểm nối không phân cực cũng có thể được hình thành giữa hai nguyên tố phi kim hoặc kim loại và nguyên tố phi kim.

Trong trường hợp đầu tiên, các nguyên tố phi kim loại được tạo thành từ các nguyên tố thuộc một nhóm chọn lọc của bảng tuần hoàn, trong đó có các halogen (iốt, brom, clo, flo), các khí hiếm (radon, xenon, krypton). , argon, neon, heli) và một số loại khác như lưu huỳnh, phốt pho, nitơ, oxy, carbon, trong số những người khác.

Một ví dụ trong số này là sự kết hợp của các nguyên tử carbon và hydro, cơ sở cho hầu hết các hợp chất hữu cơ.

Trong trường hợp thứ hai, các kim loại là những chất có đặc tính trung gian giữa các phi kim và các loài thuộc về kim loại trong bảng tuần hoàn. Trong số này là: gecmani, boron, antimon, Tellurium, silicon, trong số những loại khác.

Ví dụ

Có thể nói rằng có hai loại liên kết cộng hóa trị, mặc dù trong thực tế, chúng không có bất kỳ sự khác biệt nào giữa chúng. Đó là:

-Khi các nguyên tử giống hệt nhau tạo thành một liên kết.

-Khi hai nguyên tử khác nhau kết hợp với nhau tạo thành một phân tử.

Trong trường hợp liên kết cộng hóa trị không phân cực xảy ra giữa hai nguyên tử giống nhau, thực sự không có vấn đề về độ âm điện của mỗi loại, bởi vì chúng sẽ luôn giống nhau, do đó, sự khác biệt về độ âm điện sẽ bằng không.

Đây là trường hợp của các phân tử khí như hydro, oxy, nitơ, flo, clo, brom, iốt.

Ngược lại, khi chúng là liên kết giữa các nguyên tử khác nhau, độ âm điện của chúng phải được tính đến để phân loại chúng là không phân cực.

Đây là trường hợp của phân tử metan, trong đó mômen lưỡng cực hình thành trong mỗi liên kết carbon-hydro bị hủy bỏ vì lý do đối xứng. Điều này có nghĩa là thiếu sự phân tách điện tích, vì vậy chúng không thể tương tác với các phân tử cực như nước, làm cho các phân tử này và các hydrocacbon cực khác kỵ nước.

Các phân tử không phân cực khác là: carbon tetrachloride (CCl)₄), pentan (C₅H₁₂), etylen (C₂H₄), carbon dioxide (CO)₂), benzen (C₆H₆) và toluen (C₇H₈).

Tài liệu tham khảo

1. Bettelheim, F.A., Brown, W.H., Campbell, M.K., Farrell, S.O. và Torres, O. (2015). Giới thiệu về Đại cương, Hữu cơ và Hóa sinh. Lấy từ sách.google.com.vn
2. LibreTexts. (s.f.). Liên kết cộng hóa trị. Lấy từ chem.libretexts.org
3. Brown, W., Foote, C., Iverson, B., Anslyn, E. (2008). Hóa hữu cơ. Lấy từ sách.google.com.vn
4. NghĩCo. (s.f.). Ví dụ về phân tử phân cực và không phân cực. Lấy từ thinkco.com
5. Joesten, M.D., Hogg, J.L. và Castellion, M.E. (2006). Thế giới hóa học: Yếu tố cần thiết: Yếu tố cần thiết. Lấy từ sách.google.com.vn