ลักษณะการเชื่อมโยงของโควาเลนต์คุณสมบัติประเภทและตัวอย่าง

พันธบัตรโควาเลนต์ พวกมันคือการรวมตัวกันระหว่างอะตอมที่ก่อตัวโมเลกุลผ่านการแบ่งปันของคู่อิเล็กตรอน ลิงก์เหล่านี้ซึ่งแสดงให้เห็นถึงความสมดุลที่ค่อนข้างคงที่ระหว่างแต่ละสปีชีส์อนุญาตให้แต่ละอะตอมเพื่อให้เกิดเสถียรภาพของโครงแบบอิเล็กทรอนิกส์.

ลิงก์เหล่านี้สร้างขึ้นในเวอร์ชันเดี่ยวสองหรือสามและมีอักขระแบบโพลาร์และไม่มีขั้ว อะตอมสามารถดึงดูดสปีชีส์อื่นได้ดังนั้นจึงสามารถสร้างสารประกอบทางเคมีได้ การรวมตัวกันนี้สามารถเกิดขึ้นได้โดยแรงที่แตกต่างกันทำให้เกิดแรงดึงดูดหรือแรงดึงดูดหรือตัวละครไอออนิกหรือการแลกเปลี่ยนอิเล็กตรอน.

พันธบัตรโควาเลนต์ถือว่าเป็นสหภาพที่ "แข็งแกร่ง" ซึ่งแตกต่างจากพันธบัตรที่แข็งแกร่งอื่น ๆ (พันธะไอออนิก) พันธะโควาเลนต์มักจะเกิดขึ้นในอะตอมที่ไม่ใช่โลหะและในหมู่ที่มีความคล้ายคลึงกันสำหรับอิเล็กตรอน (อิเลคโตรเนกาติกาที่คล้ายกัน) ทำให้พันธะโควาเลนต์.

ในการเชื่อมโยงประเภทนี้กฎที่เรียกกันว่าอ็อกเท็ตมักจะถูกนำมาใช้เพื่อประเมินจำนวนอะตอมที่จะใช้ร่วมกัน: กฎนี้ระบุว่าอะตอมแต่ละอะตอมในโมเลกุลต้องการอิเล็กตรอน 8 วาเลนซ์คงที่ ด้วยการแบ่งปันสิ่งเหล่านี้จะต้องเกิดการสูญเสียหรือได้รับอิเล็กตรอนระหว่างเผ่าพันธุ์.

ดัชนี

• 1 ลักษณะ
  • 1.1 พันธะโควาเลนต์ที่ไม่มีขั้ว
  • 1.2 พันธะโควาเลนต์โพลาร์
• 2 คุณสมบัติ
  • 2.1 กฎของไบต์
  • 2.2 การสั่นพ้อง
  • 2.3 Aromaticity
• 3 ประเภทของพันธะโควาเลนต์
  • 3.1 ลิงค์ง่าย ๆ
  • 3.2 Double link
  • 3.3 Triple link
• 4 ตัวอย่าง
• 5 อ้างอิง

คุณสมบัติ

พันธะโควาเลนต์ได้รับผลกระทบจากสมบัติทางไฟฟ้าของอะตอมแต่ละอันที่เกี่ยวข้องในปฏิสัมพันธ์ของคู่อิเล็กตรอน เมื่อคุณมีอะตอมที่มีอิเลคโตรเนกาติวีตี้มากกว่าอะตอมอื่น ๆ ในสหภาพจะเกิดพันธะโควาเลนต์แบบขั้วขึ้น.

อย่างไรก็ตามเมื่ออะตอมทั้งสองมีคุณสมบัติอิเล็กโตรเนกาติตี้คล้ายกันพันธะโควาเลนต์ที่ไม่ใช่ขั้วจะเกิดขึ้น สิ่งนี้เกิดขึ้นเพราะอิเล็กตรอนที่มีอิเล็กตรอนชนิดมากที่สุดจะติดกับอะตอมนี้มากกว่าในกรณีที่มีอิเล็กตรอนน้อยที่สุด.

เป็นที่น่าสังเกตว่าไม่มีพันธะโควาเลนต์เท่ากันโดยสิ้นเชิงเว้นแต่อะตอมทั้งสองที่เกี่ยวข้องจะเหมือนกัน (และมีอิเล็กตรอนแบบเดียวกัน).

ชนิดของพันธะโควาเลนต์ขึ้นอยู่กับความแตกต่างของอิเลคโตรเนกาติวีตี้ระหว่างสปีชีส์โดยที่ค่าระหว่าง 0 ถึง 0.4 ส่งผลให้พันธะที่ไม่ใช่ขั้วและความแตกต่างของ 0.4 ถึง 1.7 ส่งผลให้เกิดพันธะขั้ว พันธะไอออนิกปรากฏจาก 1.7).

พันธะโควาเลนต์แบบไม่มีขั้ว

พันธะโควาเลนต์ที่ไม่ใช่ขั้วถูกสร้างขึ้นเมื่ออิเล็กตรอนถูกใช้ร่วมกันอย่างเท่าเทียมกันระหว่างอะตอม สิ่งนี้มักจะเกิดขึ้นเมื่ออะตอมทั้งสองมีความสัมพันธ์ทางอิเลคทรอนิคส์ที่คล้ายกันหรือเท่ากัน ยิ่งค่าของความสัมพันธ์ทางอิเลคทรอนิคส์ที่คล้ายกันมากขึ้นระหว่างอะตอมที่เกี่ยวข้อง.

สิ่งนี้มักเกิดขึ้นในโมเลกุลของแก๊สหรือที่เรียกว่าองค์ประกอบไดอะตอม พันธะโควาเลนต์ที่ไม่มีขั้วนั้นทำงานในลักษณะเดียวกันกับที่มีขั้ว (อะตอมของอิเลคโตรเนกาติวีตี้ที่สูงกว่าจะดึงดูดอิเล็กตรอนหรืออิเล็กตรอนของอะตอมอื่น ๆ อย่างแรงขึ้น).

อย่างไรก็ตามในโมเลกุลของไดอะตอมมิคอิเลคโตรเนกาติวีตี้จะถูกยกเลิกเพราะมันมีค่าเท่ากันและส่งผลให้โหลดเป็นศูนย์.

พันธะที่ไม่ใช่ขั้วมีความสำคัญในชีววิทยา: มันช่วยในการสร้างพันธะออกซิเจนและเปปไทด์ที่พบในโซ่ของกรดอะมิโน โมเลกุลที่มีพันธะที่ไม่มีขั้วจำนวนมากมักไม่ชอบน้ำ.

พันธะโควาเลนต์โพลาร์

พันธะโควาเลนต์โพลาร์เกิดขึ้นเมื่อมีการแบ่งอิเล็กตรอนที่ไม่เท่ากันระหว่างสองสปีชีส์ที่เกี่ยวข้องในสหภาพ ในกรณีนี้หนึ่งในสองอะตอมมีอิเลคโตรเนกาติวีตี้มากมากกว่าอะตอมอื่นและด้วยเหตุนี้มันจึงดึงดูดอิเลคตรอนจากสหภาพได้มากขึ้น.

โมเลกุลที่เกิดขึ้นจะมีด้านบวกเล็กน้อย (ซึ่งมีอิเล็กโตรเนกาติวีตต่ำที่สุด) และด้านลบเล็กน้อย (โดยอะตอมที่มีอิเล็กโตรเนกาติวีตี้มากที่สุด) นอกจากนี้ยังจะมีศักย์ไฟฟ้าสถิตทำให้สารประกอบมีความสามารถในการเกาะติดกับขั้วขั้วโลกอื่น ๆ ได้อย่างอ่อนแรง.

พันธบัตรขั้วโลกที่พบมากที่สุดคือไฮโดรเจนที่มีอิเลคโตรเนกาติตี้อะตอมมากขึ้นเพื่อสร้างสารประกอบเช่นน้ำ (H)₂O).

สรรพคุณ

ในโครงสร้างของพันธะโควาเลนต์คุณสมบัติของชุดที่เกี่ยวข้องในการศึกษาของสหภาพเหล่านี้ถูกนำมาพิจารณาและช่วยให้เข้าใจปรากฏการณ์ของการแบ่งปันอิเล็กตรอน:

กฎออคเต็ต

กฎออคเต็ตถูกกำหนดโดยนักฟิสิกส์และนักเคมีชาวอเมริกัน Gilbert Newton Lewis แม้ว่าจะมีนักวิทยาศาสตร์ที่ศึกษาเรื่องนี้มาก่อนเขา.

มันเป็นกฎง่ายๆที่สะท้อนให้เห็นถึงการสังเกตว่าอะตอมขององค์ประกอบตัวแทนมักจะรวมกันเพื่อให้แต่ละอะตอมถึงแปดอิเล็กตรอนในเปลือกวาเลนซ์ของมันทำให้มันมีองค์ประกอบอิเล็กทรอนิกส์คล้ายกับก๊าซมีตระกูล แผนภาพหรือโครงสร้างของลูอิสใช้เพื่อเป็นตัวแทนของสหภาพเหล่านี้.

มีข้อยกเว้นสำหรับกฎนี้เช่นสปีชีส์ที่มีเปลือกวาเลนซ์ไม่สมบูรณ์ (โมเลกุลที่มีเจ็ดอิเล็กตรอนเช่น CH₃, และชนิดหกอิเล็กตรอนที่ไวต่อปฏิกิริยาเช่น BH₃); มันเกิดขึ้นในอะตอมที่มีอิเล็กตรอนน้อยมากเช่นฮีเลียมไฮโดรเจนและลิเธียมเป็นต้น.

เสียงสะท้อน

Resonance เป็นเครื่องมือที่ใช้ในการแสดงโครงสร้างโมเลกุลและเป็นตัวแทนของอิเล็กตรอนที่มีความละเอียดสูงซึ่งไม่สามารถแสดงพันธะด้วยโครงสร้างลูอิสเดี่ยว.

ในกรณีเหล่านี้อิเล็กตรอนจะต้องแสดงด้วยโครงสร้าง "บริจาค" หลายที่เรียกว่าโครงสร้างจังหวะ กล่าวอีกนัยหนึ่งการกำทอนเป็นคำที่แนะนำการใช้โครงสร้างของลูอิสอย่างน้อยสองแห่งเพื่อเป็นตัวแทนของโมเลกุลเฉพาะ.

แนวคิดนี้เป็นมนุษย์อย่างสมบูรณ์และไม่มีโครงสร้างของโมเลกุลในช่วงเวลาใดเวลาหนึ่ง แต่มันสามารถมีอยู่ในรุ่นใด ๆ ของนี้ (หรือทั้งหมด) ในเวลาเดียวกัน.

นอกจากนี้โครงสร้างที่สนับสนุน (หรือ resonating) ไม่ใช่ isomers: เพียงตำแหน่งของอิเล็กตรอนเท่านั้นที่สามารถแตกต่างกันได้ แต่ไม่ใช่นิวเคลียสของอะตอม.

เป็น aromatic

แนวคิดนี้ใช้เพื่ออธิบายโมเลกุลแบบวงกลมและแบบแบนพร้อมวงแหวนของเรโซแนนต์พันธบัตรที่แสดงความเสถียรมากกว่าการจัดเรียงทางเรขาคณิตอื่น ๆ ที่มีการกำหนดค่าอะตอมเดียวกัน.

โมเลกุลอะโรเมติกมีความเสถียรมากเนื่องจากไม่แตกง่ายหรือมักจะทำปฏิกิริยากับสารอื่น ๆ ในน้ำมันเบนซินสารประกอบอะโรมาติกต้นแบบ pi (π) คอนจูเกตถูกสร้างขึ้นในโครงสร้างเรโซแนนท์ที่แตกต่างกันสองรูป.

ลิงก์ซิกมา (Σ)

มันเป็นลิงค์ที่ง่ายที่สุดซึ่งวงโคจรของทั้งสองมารวมกัน ซิกม่าพันธบัตรถูกนำเสนอในทุก ๆ โควาเลนต์พันธบัตรและอาจเกิดขึ้นใน "p" orbitals ขณะที่พวกเขากำลังมองหน้ากัน.

ลิงก์ pi (π)

ลิงค์นี้อยู่ระหว่าง orbitals "p" สองอันที่ขนานกัน พวกเขาจะเข้าร่วมเคียงข้างกัน (ซึ่งแตกต่างจากซิกมาซึ่งรวมตัวต่อตัว) และพื้นที่รูปแบบของความหนาแน่นของอิเล็กทรอนิกส์ด้านบนและด้านล่างโมเลกุล.

พันธะโควาเลนต์แบบสองและสามนั้นเกี่ยวข้องกับพันธะ Pi หนึ่งหรือสองตัวและสิ่งเหล่านี้ทำให้โมเลกุลมีความแข็ง ลิงก์ Pi นั้นอ่อนแอกว่า sigma เนื่องจากมีการทับซ้อนน้อยกว่า.

ประเภทของพันธะโควาเลนต์

พันธะโควาเลนต์ระหว่างสองอะตอมสามารถเกิดขึ้นได้โดยคู่ของอิเล็กตรอน แต่พวกเขาก็สามารถเกิดขึ้นได้โดยสองหรือสามคู่อิเล็กตรอนดังนั้นพวกเขาจะแสดงเป็นพันธะเดี่ยวสองและสามซึ่งจะแสดงด้วยพันธบัตรประเภทที่แตกต่างกัน junctions (ลิงก์ sigma และ pi) สำหรับแต่ละลิงก์.

ลิงก์ง่าย ๆ คือจุดอ่อนที่สุดและสามจุดแข็งที่สุด สิ่งนี้เกิดขึ้นเพราะ triples คืออันที่มีความยาวลิงค์สั้นที่สุด (แรงดึงดูดสูงสุด) และพลังงานลิงค์สูงสุด (พวกมันต้องการพลังงานมากกว่าที่จะแตก).

ลิงค์ง่าย ๆ

เป็นการแบ่งปันอิเล็กตรอนคู่เดียว นั่นคือแต่ละอะตอมที่เกี่ยวข้องมีอิเล็กตรอนเพียงตัวเดียว การรวมกันนี้เป็นจุดอ่อนและเกี่ยวข้องกับการผูกซิกม่าเดียว (σ) มันแสดงด้วยเส้นแบ่งระหว่างอะตอม ตัวอย่างเช่นในกรณีของโมเลกุลไฮโดรเจน (H₂):

H-H

ลิงก์คู่

ในพันธะประเภทนี้อิเล็กตรอนสองตัวที่ใช้ร่วมกันจะรวมตัวกัน นั่นคืออิเล็กตรอนสี่ตัวถูกใช้ร่วมกัน ลิงค์นี้เกี่ยวข้องกับซิกม่า (σ) และลิงค์ pi (π) และมีเครื่องหมายสองขีด; ตัวอย่างเช่นในกรณีของก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์ (CO₂):

O = C = O

ลิงค์สามทาง

พันธะนี้ความแข็งแกร่งที่สุดที่มีอยู่ระหว่างพันธะโควาเลนต์เกิดขึ้นเมื่ออะตอมแบ่งอิเล็กตรอนหกตัวหรือสามคู่ในสหภาพซิกม่า (s) และสองไพ (π) มันถูกแสดงด้วยสามแถบและสามารถสังเกตได้ในโมเลกุลเช่นอะเซทิลีน (C₂H₂):

H-C≡C-H

ในที่สุดมีการตรวจพบพันธะสี่เท่า แต่หายากและถูก จำกัด ด้วยสารประกอบโลหะเช่นโครเมียม (II) acetate และอื่น ๆ.

ตัวอย่าง

สำหรับลิงก์อย่างง่ายกรณีที่พบบ่อยที่สุดคือไฮโดรเจนซึ่งสามารถดูได้จากด้านล่าง:

กรณีของพันธะสามคือของไนโตรเจนในไนตรัสออกไซด์ (N₂O) ดังที่เห็นด้านล่างโดยมีลิงก์ sigma และ pi ปรากฏอยู่:

การอ้างอิง

1. ช้างอาร์ (2550) เคมี (9 เอ็ด) McGraw-Hill.
2. Chem Libretexts ( N.d. ) สืบค้นจาก chem.libretexts.org
3. Anne Marie Helmenstine, P. (s.f. ) ดึงมาจาก thinkco.com
4. Lodish, H. , Berk, A. , Zipursky, S.L. , Matsudaira, P. , บัลติมอร์, D. , & Darnell, J. (2000) ชีววิทยาโมเลกุลของเซลล์. นิวยอร์ก: ดับบลิวเอช. ฟรีแมน.
5. Wikiversity ( N.d. ) สืบค้นจาก en.wikiversity.org