Karakteristike i tipovi interatomskih veza

veza međuatomski je kemijska veza koja se formira između atoma za proizvodnju molekula. 

Iako se danas znanstvenici uglavnom slažu da se elektroni ne okreću oko jezgre, kroz povijest se smatralo da je svaki elektron koji kruži oko jezgre atoma u zasebnom sloju.

Danas su znanstvenici došli do zaključka da elektroni lebde u određenim područjima atoma i ne tvore orbite, međutim, valentna ljuska se još uvijek koristi za opisivanje dostupnosti elektrona..

Linus Pauling pridonio je suvremenom razumijevanju kemijskog povezivanja pisanjem knjige "Priroda kemijske veze" u kojoj je prikupio ideje Sir Isaaca Newtona, Étiennea Françoisa Geoffroya, Edwarda Franklanda i osobito Gilberta N. Lewisa..

U njemu je povezao fiziku kvantne mehanike s kemijskom prirodom elektroničkih interakcija koje nastaju pri stvaranju kemijskih veza.

Paulingov rad usredotočio se na utvrđivanje da se istinske ionske veze i kovalentne veze nalaze na krajevima spektra vezivanja, te da se većina kemijskih veza klasificira između tih ekstrema..

Pauling je također razvio mobilnu skalu tipa veze kojom upravlja elektronegativnost atoma uključenih u vezu.

Paulingovi golemi doprinosi našem suvremenom razumijevanju kemijskih veza doveli su do toga da mu je dodijeljena Nobelova nagrada iz 1954. godine za "istraživanje prirode kemijskog povezivanja i njegove primjene na razjašnjavanje strukture složenih tvari".

Živa bića su sastavljena od atoma, ali u većini slučajeva ti atomi ne plutaju samo pojedinačno. Umjesto toga, obično su u interakciji s drugim atomima (ili skupinama atoma).

Na primjer, atomi mogu biti povezani jakim vezama i organizirani u molekule ili kristale. Ili mogu stvoriti privremene, slabe veze s drugim atomima koji ih udaraju.

I jake veze koje vežu molekule i slabe veze koje stvaraju privremene veze bitne su za kemiju naših tijela i za postojanje samog života.

Atomi se organiziraju u najstabilnije moguće obrasce, što znači da imaju tendenciju popunjavanja ili ispunjavanja svojih najudaljenijih elektronskih orbita.

Oni se udružuju s drugim atomima da bi učinili upravo to. Sila koja drži atome zajedno u zbirkama poznatim kao molekule poznata je kao kemijska veza.

Vrste interatomskih kemijskih veza

Metalna veza

Metalna veza je sila koja drži atome zajedno u čistoj metalnoj tvari. Takva se krutina sastoji od čvrsto upakiranih atoma.

U većini slučajeva, vanjski elektronski sloj svakog od metalnih atoma preklapa se s velikim brojem susjednih atoma.

Kao posljedica toga, valentni elektroni se kontinuirano kreću od jednog atoma do drugog i nisu povezani s bilo kojim specifičnim parom atoma (Encyclopædia Britannica, 2016).

Metali imaju nekoliko osobina koje su jedinstvene, kao što su sposobnost provoditi električnu energiju, nisku energiju ionizacije i nisku elektronegativnost (tako da lako odustaju od elektrona, to jest, oni su kationi).

Njegova fizikalna svojstva uključuju sjajni (svijetli) izgled, te su savitljivi i rastezljivi. Metali imaju kristalnu strukturu. Međutim, metali su također mekani i duktilni.

Tijekom 1900-ih, Paul Drüde je došao do elektronske teorije elektrona modeliranjem metala kao mješavine atomskih jezgri (atomske jezgre = pozitivne jezgre + unutarnji sloj elektrona) i valentnih elektrona.

U ovom modelu valentni elektroni su slobodni, delokalizirani, pokretni i nisu povezani s određenim atomom (Clark, 2017).

Jonska veza

Jonske veze su po svojoj prirodi elektrostatičke. Do njih dolazi kada se element s pozitivnim nabojem spoji s negativno nabijenim zbog kulomskih interakcija.

Elementi s niskom energijom ionizacije imaju tendenciju da lako gube elektrone, dok elementi s visokim elektronskim afinitetom imaju tendenciju da dobiju elektrone koji proizvode katione, odnosno anione, koji tvore ionske veze..

Spojevi koji pokazuju ionske veze tvore ionske kristale u kojima ioni pozitivnih i negativnih naboja osciliraju blizu jedan drugome, ali ne postoji uvijek izravna 1-1 korelacija između pozitivnih i negativnih iona.

Ionske veze se tipično mogu razbiti hidrogenacijom, ili dodavanjem vode spoju (Wyzant, Inc., S.F.).

Tvari koje se drže zajedno ionskim vezama (kao što je natrijev klorid) obično se mogu razdvojiti u prave napunjene ione kada na njih djeluje vanjska sila, kao što su, kad se rastvore u vodi..

Nadalje, u čvrstom obliku, pojedinačni atomi nisu privučeni pojedinačnim susjedom, već tvore gigantske mreže koje se međusobno privlače elektrostatičkim interakcijama između jezgre svakog atoma i susjednih valentnih elektrona..

Sila privlačenja između susjednih atoma daje ionskim krutinama ekstremno uređenu strukturu poznatu kao ionska mreža, gdje se čestice suprotnog naboja međusobno poravnavaju kako bi stvorile čvrsto vezanu krutu strukturu (Anthony Capri, 2003)..

Kovalentna veza

Kovalentna veza nastaje kada su parovi elektrona zajednički za atome. Atomi će biti kovalentno povezani s drugim atomima kako bi dobili veću stabilnost, koja se dobiva formiranjem kompletnog elektronskog sloja.

Dijeleći svoje najviše vanjske (valentne) elektrone, atomi mogu napuniti svoj vanjski sloj elektrona i dobiti stabilnost.

Iako se kaže da atomi dijele elektrone kada formiraju kovalentne veze, oni obično ne dijele jednako elektrone. Samo kada dva atoma istog elementa tvore kovalentnu vezu, zajednički elektroni se dijele jednako između atoma.

Kada atomi različitih elemenata dijele elektrone kroz kovalentnu vezu, elektron će biti povučen više prema atomu s većom elektronegativnošću koja rezultira polarnom kovalentnom vezom..

U usporedbi s ionskim spojevima, kovalentni spojevi obično imaju nižu točku taljenja i vrelišta i imaju manju sklonost otapanju u vodi.

Kovalentni spojevi mogu biti u plinovitom, tekućem ili krutom stanju i ne provode dobro struju ili toplinu (Camy Fung, 2015).

Vodikovi mostovi

Vodikove veze ili vodikove veze slabe su interakcije između atoma vodika vezanog za elektronegativni element s drugim elektronegativnim elementom.

U polarnoj kovalentnoj vezi koja sadrži vodik (na primjer, O-H veza u molekuli vode), vodik će imati blag pozitivan naboj jer su vezni elektroni snažnije povučeni prema drugom elementu.

Zbog tog malog pozitivnog naboja, vodik će privući bilo koji susjedni negativni naboj (Khan, S.F.).

Linkovi Van der Waalsa

To su relativno slabe električne sile koje međusobno privlače neutralne molekule u plinovima, u ukapljenim i očvrslim plinovima iu gotovo svim organskim i krutim tekućinama..

Snage su nazvane po nizozemskom fizičaru Johannesu Dideriku van der Waalsu, koji je 1873. godine prvi put postulirao ove intermolekularne sile u razvoju teorije za objašnjenje svojstava stvarnih plinova (Encyclopædia Britannica, 2016).

Van der Waalsova sila je opći pojam kojim se definira privlačnost međumolekularnih sila između molekula.

Postoje dvije vrste Van der Waalsovih sila: Londonske disperzijske sile koje su slabe i jače dipol-dipolske sile (Kathryn Rashe, 2017).

reference

1. Anthony Capri, A. D. (2003). Kemijsko spajanje: Priroda kemijske veze. Preuzeto iz visionlearning visionlearning.com
2. Camy Fung, N. M. (2015., 11. kolovoza). Kovalentne veze. Preuzeto iz chem.libretexts chem.libretexts.org
3. Clark, J. (2017., 25. veljače). Metalno lijepljenje. Preuzeto iz chem.libretexts chem.libretexts.org
4. Encyclopædia Britannica. (2016., 4. travnja). Metalna veza. Preuzeto iz britannice britannica.com.
5. Encyclopædia Britannica. (2016., 16. ožujka). Van der Waalsove snage. Preuzeto iz britannice britannica.com
6. Kathryn Rashe, L. P. (2017., 11. ožujka). Van der Waalsove snage. Preuzeto iz chem.libretexts chem.libretexts.org.
7. Khan, S. (S.F.). Kemijske veze. Preuzeto s khanacademy khanacademy.org.
8. Martinez, E. (2017., 24. travnja). Što je atomsko lijepljenje? Preuzeto iz sciencing sciencing.com.
9. Wyzant, Inc. (S.F.). okovi. Preuzeto iz wyzant wyzant.com.