ลักษณะของพันธะโควาเลนต์ที่ไม่มีขั้ว

พันธะโควาเลนต์แบบไม่มีขั้ว เป็นพันธะเคมีชนิดหนึ่งที่อะตอมสองชนิดที่มีอิเลคโตรเนกาติตีร่วมกันอิเล็กตรอนจะก่อตัวเป็นโมเลกุล พบได้ในสารประกอบจำนวนมากที่มีคุณสมบัติแตกต่างกันอยู่ระหว่างอะตอมไนโตรเจนสองอะตอมที่ก่อตัวเป็นสปีชีส์ของก๊าซ (N₂) และระหว่างอะตอมของคาร์บอนและไฮโดรเจนที่จับโมเลกุลก๊าซมีเทน (CH)₄) รวมทั้งสารอื่น ๆ อีกมากมาย.

เป็นที่รู้จักกันในชื่ออิเล็กโตรเนกาติวีตี้ต่อคุณสมบัติที่ถูกครอบครองโดยองค์ประกอบทางเคมีซึ่งหมายถึงความสามารถของอะตอมมิกเหล่านี้ในการดึงดูดความหนาแน่นทางอิเล็กทรอนิกส์.

ควรสังเกตว่าอิเลคโตรเนกาติวีตี้ของอะตอมอธิบายเฉพาะสิ่งที่เกี่ยวข้องในพันธะเคมีนั่นคือเมื่อพวกมันเป็นส่วนหนึ่งของโมเลกุล.

ดัชนี

• 1 ลักษณะทั่วไป
  • 1.1 ขั้วและสมมาตร
• 2 วิธีสร้างพันธะโควาเลนต์ที่ไม่ใช่ขั้ว?
  • 2.1 ข้อบังคับและพลังงาน
• 3 ประเภทขององค์ประกอบที่ประกอบขึ้นเป็นพันธะโควาเลนต์ที่ไม่ใช่ขั้ว
  • 3.1 พันธะโควาเลนต์ที่ไม่ใช่ขั้วของอะตอมที่แตกต่างกัน
• 4 ตัวอย่าง
• 5 อ้างอิง

ลักษณะทั่วไป

คำว่า "ไม่มีขั้ว" เป็นลักษณะของโมเลกุลหรือพันธะที่ไม่แสดงขั้วใด ๆ เมื่อโมเลกุลไม่มีขั้วมันอาจหมายถึงสองสิ่ง:

-อะตอมของพวกมันไม่ได้เชื่อมโยงกันด้วยพันธะขั้ว.

-มันมีลิงค์ประเภทขั้ว แต่สิ่งเหล่านี้มีการเน้นในลักษณะสมมาตรซึ่งแต่ละอันจะยกเลิกโมเมนต์ไดโพลของอีกอัน.

ในทำนองเดียวกันมีสารจำนวนมากที่โมเลกุลของพวกมันยังคงเชื่อมโยงซึ่งกันและกันในโครงสร้างของสารประกอบไม่ว่าจะอยู่ในสถานะของเหลวก๊าซหรือของแข็ง.

เมื่อสิ่งนี้เกิดขึ้นส่วนใหญ่เกิดจากแรงที่เรียกว่าหรือปฏิกิริยาของ Van der Waals นอกเหนือไปจากเงื่อนไขของอุณหภูมิและความดันที่เกิดปฏิกิริยาเคมี.

การโต้ตอบประเภทนี้ซึ่งเกิดขึ้นในโมเลกุลของขั้วโลกเกิดขึ้นเนื่องจากการเคลื่อนที่ของอนุภาคในอะตอมส่วนใหญ่เป็นอิเล็กตรอนเมื่อพวกมันเคลื่อนที่ระหว่างโมเลกุล.

เนื่องจากปรากฏการณ์นี้ในเรื่องของการปลูกฝังอิเล็กตรอนสามารถสะสมในปลายด้านหนึ่งของสายพันธุ์เคมีมุ่งเน้นในพื้นที่เฉพาะของโมเลกุลและทำให้มันมีประจุบางส่วนสร้างไดโพลบางอย่างและทำให้โมเลกุลอยู่ใกล้พอ หนึ่งไปยังอีก.

ขั้วและสมมาตร

อย่างไรก็ตามไดโพลขนาดเล็กนี้ไม่ได้เกิดขึ้นในสารประกอบที่ถูกพันธะโดยพันธะโควาเลนต์แบบไม่มีขั้วเนื่องจากความแตกต่างระหว่างอิเล็กโตรเนกาติวีตี้ของพวกมันแทบจะเป็นศูนย์หรือศูนย์สมบูรณ์.

ในกรณีของโมเลกุลหรือพันธะที่ประกอบด้วยสองอะตอมที่เท่ากันนั่นคือเมื่ออิเลคโตรเนกาติวีตี้ของพวกเขาเหมือนกันความแตกต่างระหว่างพวกมันจะเป็นศูนย์.

ในแง่นี้พันธบัตรถูกจัดประเภทเป็นโควาเลนต์ที่ไม่มีขั้วเมื่อความแตกต่างของอิเล็กโตรเนกาติฟิกระหว่างอะตอมทั้งสองที่ประกอบเป็นสหภาพน้อยกว่า 0.5.

ในทางตรงกันข้ามเมื่อการลบนี้ส่งผลให้มีค่าระหว่าง 0.5 ถึง 1.9 มันจะมีลักษณะเป็นขั้วโควาเลนต์ ในขณะที่เมื่อความแตกต่างนี้ส่งผลให้มีจำนวนมากกว่า 1.9 ก็ถือว่าเป็นพันธบัตรหรือสารประกอบของธรรมชาติขั้ว.

ดังนั้นพันธะโควาเลนต์ประเภทนี้เกิดขึ้นเนื่องจากการแบ่งปันอิเล็กตรอนระหว่างสองอะตอมที่ให้ความหนาแน่นทางอิเล็กทรอนิกส์เท่ากัน.

ด้วยเหตุนี้นอกเหนือไปจากธรรมชาติของอะตอมที่มีส่วนร่วมในปฏิกิริยานี้โมเลกุลของสิ่งมีชีวิตที่เชื่อมโยงกันด้วยพันธะประเภทนี้จึงมีความสมมาตรและดังนั้นสหภาพเหล่านี้มักจะมีความแข็งแรง.

วิธีการเกิดพันธะโควาเลนต์ที่ไม่ใช่ขั้ว?

โดยทั่วไปแล้วพันธะโควาเลนต์เกิดขึ้นเมื่อคู่ของอะตอมมีส่วนร่วมในการแบ่งปันของคู่อิเล็กตรอนหรือเมื่อการกระจายตัวของความหนาแน่นของอิเล็กตรอนเกิดขึ้นอย่างเท่าเทียมกันระหว่างอะตอมทั้งสองชนิด.

แบบจำลองของลูอิสอธิบายสหภาพแรงงานเหล่านี้ว่าเป็นปฏิกิริยาที่มีวัตถุประสงค์สองอย่าง: อิเล็กตรอนทั้งสองจะถูกใช้ร่วมกันระหว่างคู่ของอะตอมที่เข้ามาแทรกแซงและในเวลาเดียวกันพวกมันก็เติมเต็มระดับพลังงานภายนอกมากที่สุด (ชั้นวาเลนซ์) ของพวกมัน เสถียรภาพมากขึ้น.

เนื่องจากพันธะประเภทนี้ขึ้นอยู่กับความแตกต่างของอิเลคโตรเนกาติตีที่มีอยู่ระหว่างอะตอมที่ประกอบขึ้นเป็นสิ่งสำคัญที่จะต้องรู้ว่าองค์ประกอบที่มีอิเลคโตรเนกาติวีตี้มากที่สุด.

คุณสมบัตินี้มีแนวโน้มที่จะเพิ่มขึ้นในตารางธาตุในทิศทางซ้ายขวาและในทิศทางขึ้น (จากล่างขึ้นบน) เพื่อให้องค์ประกอบที่พิจารณาอิเล็กโตรเนกาติตีอย่างน้อยที่สุดในตารางธาตุคือแฟรนเซียม (ประมาณ 0.7) ) และอันที่มีอิเลคโตรเนกาติวีตี้มากที่สุดคือฟลูออรีน (ประมาณ 4.0).

โดยทั่วไปแล้วพันธะเหล่านี้มักจะอยู่ระหว่างสองอะตอมที่ไม่ใช่โลหะหรือระหว่างโลหะที่ไม่ใช่โลหะกับอะตอมของธรรมชาติที่เป็นโลหะ.

ระเบียบและพลังงาน

จากมุมมองภายในที่มากขึ้นในแง่ของการปฏิสัมพันธ์พลังงานอาจกล่าวได้ว่าคู่ของอะตอมดึงดูดและก่อพันธะหากกระบวนการนี้ส่งผลให้พลังงานของระบบลดลง.

นอกจากนี้เมื่อเงื่อนไขที่กำหนดทำให้อะตอมที่มีปฏิกิริยาต่อการดึงดูดพวกเขาได้ใกล้ชิดและนั่นคือเมื่อมีการผลิตหรือสร้างพันธบัตร ตราบใดที่วิธีการนี้และการรวมกลุ่มที่ตามมาเกี่ยวข้องกับการกำหนดค่าที่มีพลังงานน้อยกว่าลำดับเริ่มต้นซึ่งอะตอมถูกแยกออก.

วิธีที่ชนิดของอะตอมรวมกันเป็นโมเลกุลได้อธิบายไว้โดยกฎออคเต็ตซึ่งถูกเสนอโดยฟิสิกส์เคมีของต้นกำเนิดของสหรัฐอเมริกา Gilbert Newton Lewis.

กฎที่มีชื่อเสียงนี้ระบุไว้ว่าอะตอมที่ไม่ใช่ไฮโดรเจนมีแนวโน้มที่จะสร้างพันธะจนกระทั่งมันถูกล้อมรอบด้วยอิเล็กตรอนแปดตัวในเปลือกวาเลนซ์.

ซึ่งหมายความว่าพันธะโควาเลนต์เกิดขึ้นเมื่ออะตอมแต่ละอะตอมขาดอิเล็กตรอนไม่เพียงพอที่จะเติมเต็ม octet ของมันนั่นคือเมื่อพวกเขาแบ่งปันอิเล็กตรอน.

กฎนี้มีข้อยกเว้น แต่โดยทั่วไปแล้วจะขึ้นอยู่กับลักษณะขององค์ประกอบที่เกี่ยวข้องในลิงค์.

ประเภทขององค์ประกอบที่ก่อพันธะโควาเลนต์แบบไม่มีขั้ว

เมื่อพันธะโควาเลนต์ที่ไม่มีขั้วถูกสร้างขึ้นอะตอมสองตัวขององค์ประกอบเดียวกันหรือองค์ประกอบที่แตกต่างกันสามารถเข้าร่วมได้โดยการแบ่งปันอิเล็กตรอนจากระดับพลังงานนอกสุดของพวกเขาซึ่งเป็นสิ่งที่มีอยู่เพื่อสร้างพันธะ.

เมื่อเกิดการรวมตัวทางเคมีแต่ละอะตอมมีแนวโน้มที่จะได้รับองค์ประกอบทางอิเล็กทรอนิกส์ที่เสถียรที่สุดซึ่งสอดคล้องกับก๊าซมีตระกูล ดังนั้นแต่ละอะตอมโดยทั่วไป "พยายาม" ที่จะได้รับการกำหนดค่าของก๊าซมีตระกูลที่ใกล้ที่สุดในตารางธาตุทั้งที่มีอิเล็กตรอนน้อยลงหรือมากขึ้นกว่าการกำหนดค่าเดิม.

ดังนั้นเมื่อสองอะตอมขององค์ประกอบเดียวกันเข้าร่วมเพื่อสร้างพันธะโควาเลนต์ที่ไม่มีขั้วมันเป็นเพราะสหภาพนี้ให้การตั้งค่าที่มีพลังน้อยลงและดังนั้นจึงมีเสถียรภาพมากขึ้น.

ตัวอย่างที่ง่ายที่สุดของประเภทนี้คือก๊าซไฮโดรเจน (H)₂) ถึงแม้ว่าตัวอย่างอื่น ๆ จะเป็นก๊าซออกซิเจน (O₂) และไนโตรเจน (N.)₂).

พันธะโควาเลนต์แบบไม่มีขั้วของอะตอมที่แตกต่างกัน

ชุมทางที่ไม่ใช่ขั้วยังสามารถเกิดขึ้นได้ระหว่างองค์ประกอบที่ไม่ใช่โลหะสององค์ประกอบหรือธาตุโลหะและโลหะที่ไม่ใช่โลหะ.

ในกรณีแรกองค์ประกอบที่ไม่ใช่โลหะถูกสร้างขึ้นจากกลุ่มที่เลือกของตารางธาตุซึ่งประกอบด้วยฮาโลเจน (ไอโอดีน, โบรมีน, คลอรีน, ฟลูออรีน), ก๊าซมีตระกูล (เรดอน, ซีนอน, คริปทอน) , อาร์กอน, นีออน, ฮีเลียม) และอื่น ๆ อีกสองสามอย่างเช่นกำมะถันฟอสฟอรัสไนโตรเจนออกซิเจนออกซิเจนคาร์บอนและอื่น ๆ.

ตัวอย่างของสิ่งเหล่านี้คือการรวมกันของอะตอมของคาร์บอนและไฮโดรเจนซึ่งเป็นพื้นฐานสำหรับสารประกอบอินทรีย์ส่วนใหญ่.

ในกรณีที่สอง metalloids เป็นคนที่มีลักษณะกลางระหว่าง nonmetals และสปีชีส์ที่เป็นของโลหะในตารางธาตุ กลุ่มคนเหล่านี้คือ: เจอร์เมเนียม, โบรอน, พลวง, เทลเลียม, ซิลิคอนและอื่น ๆ.

ตัวอย่าง

อาจกล่าวได้ว่ามีพันธบัตรโควาเลนต์สองประเภทถึงแม้ว่าในทางปฏิบัติสิ่งเหล่านี้ไม่มีความแตกต่างระหว่างพวกเขา เหล่านี้คือ:

-เมื่ออะตอมที่เหมือนกันก่อพันธะ.

-เมื่ออะตอมที่แตกต่างกันสองอะตอมมารวมกันเป็นโมเลกุล.

ในกรณีของพันธะโควาเลนต์ที่ไม่มีขั้วที่เกิดขึ้นระหว่างอะตอมที่เหมือนกันสองอะตอมมันไม่สำคัญว่าอิเลคโตรเนกาติวีตี้ของแต่ละคนเพราะพวกมันจะเหมือนกันเสมอกันเสมอดังนั้นความแตกต่างของอิเล็กโตรเนกาติ.

นี่คือกรณีของโมเลกุลก๊าซเช่นไฮโดรเจน, ออกซิเจน, ไนโตรเจน, ฟลูออรีน, คลอรีน, โบรมีน, ไอโอดีน.

ในทางตรงกันข้ามเมื่อพวกเขาเป็นสหภาพระหว่างอะตอมที่แตกต่างกันจะต้องคำนึงถึงอิเลคโตรเนกาติวีตีของพวกเขาเพื่อจัดประเภทพวกมันเป็นแบบไม่ขั้ว.

นี่เป็นกรณีของโมเลกุลมีเธนซึ่งช่วงเวลาไดโพลที่เกิดขึ้นในพันธะคาร์บอนไฮโดรเจนแต่ละครั้งจะถูกยกเลิกด้วยเหตุผลสมมาตร นี่หมายถึงการขาดการแยกประจุดังนั้นพวกมันจึงไม่สามารถโต้ตอบกับโมเลกุลของขั้วเช่นน้ำทำให้โมเลกุลเหล่านี้และไฮโดรคาร์บอนขั้วโลกอื่นที่ไม่ชอบน้ำ.

โมเลกุลที่ไม่ใช่ขั้วอื่น ๆ คือ: คาร์บอนเตตราคลอไรด์ (CCl)₄), pentane (C₅H₁₂), เอทิลีน (C.)₂H₄), คาร์บอนไดออกไซด์ (CO)₂), เบนซิน (C₆H₆) และโทลูอีน (C₇H₈).

การอ้างอิง

1. Bettelheim, F.A. , Brown, W.H. , Campbell, M.K. , Farrell, S.O. และ Torres, O. (2015) ชีววิทยาทั่วไปและชีวเคมีเบื้องต้น. ดึงมาจาก books.google.co.th
2. LibreTexts ( N.d. ) พันธบัตรโควาเลนต์ สืบค้นจาก chem.libretexts.org
3. บราวน์, ดับบลิว, ฟุท, C. , Iverson, B. , Anslyn, E. (2008) เคมีอินทรีย์ ดึงมาจาก books.google.co.th
4. ThoughtCo ( N.d. ) ตัวอย่างของโมเลกุลขั้วโลกและ Nonpolar ดึงมาจาก thinkco.com
5. Joesten, M.D. , Hogg, J.L. และ Castellion, M.E. (2006) โลกแห่งเคมี: สิ่งจำเป็น: สิ่งจำเป็น ดึงมาจาก books.google.co.th