- מאפיינים כלליים של הקשר הקוולנטי הלא פולוטרי
- קוטביות וסימטריה
- כיצד נוצר הקשר הקוולינטי הלא פולוטרי?
- סדר ואנרגיה
- סוגי אלמנטים היוצרים את הקשר הקוולנטי הלא פולוטרי
- קשרים קוולנטיים לא פולוטריים של אטומים שונים
- דוגמאות
- בין אטומים זהים
- בין אטומים שונים
- הפניות
קשר קוולנטי פולרי הוא סוג של קשר הכימי שבו שני אטומים כי יש אלקטרוני נתח electronegativities דומים ליצירת מולקולה.
קשר מסוג זה נמצא במספר רב של תרכובות בעלות מאפיינים שונים, ונמצאים בין שני אטומי החנקן המהווים את המין הגזי (N 2 ), ובין אטומי הפחמן והמימן המחזיקים יחד את מולקולת הגז של המתאן. (CH 4 ), למשל.
קשר קוואלינטי לא פולוטרי של מתאן. מאת CNX OpenStax, באמצעות ויקימדיה Commons
זה ידוע כאלקטרוניטיביות לנכס שיש ברשותם של יסודות כימיים המתייחס עד כמה גדול או קטן הוא היכולת של מינים אטומיים אלה למשוך צפיפות אלקטרונים זה לזה.
הקוטביות של הקשרים הקוואלנטיים הלא פולוטריים שונה בגודל האלקטרוניטיבי של האטומים בפחות מ- 0.4 (כפי שמצוין בסולם פאולינג). אם הוא היה גדול מ -0.4 ופחות מ -1.7 זה היה קשר קוולנטי קוטבי, ואילו אם הוא היה גדול מ -1.7 זה היה קשר יוני.
יש לציין כי האלקטרוניטיביות של האטומים מתארת רק את אלה שמעורבים בקשר כימי, כלומר כשהם חלק ממולקולה.
מאפיינים כלליים של הקשר הקוולנטי הלא פולוטרי
המונח "לא קוטבי" מאפיין מולקולות או קשרים שאינם מציגים קוטביות כלשהי. כאשר מולקולה אינה קוטבית זה יכול להיות שני דברים:
-האטומים שלהם אינם קשורים באמצעות קשרים קוטביים.
-יש אמנם קשרים מסוג קוטב, אך אלה היו מכוונים בצורה כל כך סימטרית, שכל אחד מהם מבטל את רגע הדיפול של השני.
מאת Jacek FH, מ- Wikimedia Commons
באופן דומה, ישנם מספר גדול של חומרים בהם המולקולות שלהם נשארות קשורות זו לזו במבנה של התרכובת, בין אם במצב הנוזל, הגז או המוצק.
כאשר זה קורה זה נובע, בחלקו הגדול, מהכביכול כוחות של ואן דר וואלס או אינטראקציות, בנוסף לתנאי הטמפרטורה והלחץ בהם מתרחשת התגובה הכימית.
אינטראקציות מסוג זה, המתרחשות גם במולקולות קוטביות, מתרחשות כתוצאה מהתנועה של חלקיקים תת אטומיים, בעיקר אלקטרונים כשהם עוברים בין מולקולות.
בשל תופעה זו, תוך רגעים ספורים, האלקטרונים יכולים להצטבר בקצה אחד של המינים הכימיים, להתרכז באזורים ספציפיים במולקולה ולתת לה סוג של מטען חלקי, לייצר דיפולולים מסוימים ולגרום למולקולות להישאר די קרובות זו לזו. אחד על השני.
קוטביות וסימטריה
עם זאת, דיפול קטן זה אינו נוצר בתרכובות המקושרות על ידי קשרים קוולנטיים לא פולולריים, מכיוון שההבדל בין אלקטרונגטיביות שלהם הוא למעשה אפס או אפס לחלוטין.
במקרה של מולקולות או קשרים המורכבים משני אטומים שווים, כלומר כאשר האלקטרוניטיביות שלהם זהים, ההבדל ביניהם הוא אפס.
במובן זה, קשרים מסווגים כקובלינטיים לא פולוטריים כאשר ההבדל ביחס האלקטרוניטיבי בין שני האטומים המרכיבים את הקשר הוא פחות מ 0.5.
נהפוך הוא, כאשר חיסור זה מביא לערך שבין 0.5 ל 1.9, הוא מאופיין כקובלינט קוטבי. בעוד שכאשר הבדל זה מביא למספר העולה על 1.9 הוא בהחלט נחשב לקשר או לתרכובת בעלת אופי קוטבי.
אז, קשרים קוולנטיים מסוג זה נוצרים בזכות שיתוף האלקטרונים בין שני אטומים שמוותרים על צפיפות האלקטרונים שלהם באופן שווה.
מסיבה זו, בנוסף לאופי האטומים המעורבים באינטראקציה זו, המינים המולקולריים המקושרים על ידי סוג זה של קשר נוטים להיות סימטריים למדי, ולכן בדרך כלל קשרים אלה חזקים למדי.
כיצד נוצר הקשר הקוולינטי הלא פולוטרי?
באופן כללי, קשרים קוולנטיים מקורם כאשר זוג אטומים משתתפים בשיתוף זוגות אלקטרונים, או כאשר התפלגות צפיפות האלקטרונים היא באותה מידה בין שני המינים האטומיים.
מודל לואיס מתאר את האיגודים הללו כאינטראקציות שיש להם מטרה כפולה: שני האלקטרונים משותפים בין צמד האטומים המעורבים ובאותו הזמן ממלאים את רמת האנרגיה החיצונית ביותר (מעטפת הערך) של כל אחד מהם, ומעניקים להם יציבות גדולה יותר.
מכיוון שסוג זה של קשר מבוסס על ההבדל בנגיף האלקטרוניטי בין האטומים המרכיבים אותו, חשוב לדעת כי האלמנטים עם האלקטרוניטיביות הגבוהה ביותר (או אלקטרונגטיבית יותר) הם אלה שמושכים אלקטרונים הכי חזק זה לזה.
למאפיין זה יש נטייה לעלות בטבלה המחזורית בכיוון שמאל-ימין ובכיוון עולה (מלמטה למעלה), כך שהיסוד שנחשב לאלקטרו-נגטיב של הטבלה המחזורית הוא פרנסיום (0.7 בערך ) וזה עם האלקטרוניטיביות הגבוהה ביותר הוא פלואור (כ -4.0).
קשרים אלה מתרחשים לעתים קרובות יותר בין שני אטומים השייכים לא-מתכות או בין לא-מתכת לאטום בעל אופי מתכתי.
סדר ואנרגיה
מנקודת מבט פנימית יותר, מבחינת אינטראקציות אנרגיות, ניתן לומר כי זוג אטומים מושכים זה את זה ויוצרים קשר אם תהליך זה מביא לירידה באנרגיה של המערכת.
כמו כן, כאשר התנאים הנתונים מעדיפים כי האטומים אשר מתקשרים עם עצמם מושכים זה את זה, הם מתקרבים וזהו כאשר הקשר נוצר או נוצר; כל עוד גישה זו ואיחוד לאחר מכן כרוכים בתצורה שיש לה פחות אנרגיה מההסדר הראשוני, בו הופרדו האטומים.
האופן שבו מינים אטומים משתלבים ליצירת מולקולות מתואר על ידי כלל האוקטט, שהוצע על ידי הפיזיקוכימאי יליד אמריקה גילברט ניוטון לואיס.
כלל מפורסם זה קובע בעיקר שלאטום שאינו מימן יש נטייה לקשר עד שהוא מוקף בשמונה אלקטרונים במעטפת הערכיות שלו.
המשמעות היא שהקשר הקוואלינטי מקורו כאשר לכל אטום חסר מספיק אלקטרונים כדי למלא את השמינייה שלו, כלומר כשהם חולקים את האלקטרונים שלהם.
כדי להשיג יציבות במבנה ה- CO2, אטום הפחמן נדרש ליצור שני קשרים כפולים עם כל אטום חמצן, ובכך למלא את כלל שמינתו.
לכלל זה יש יוצאי דופן, אך באופן כללי זה תלוי באופי האלמנטים המעורבים בקישור.
סוגי אלמנטים היוצרים את הקשר הקוולנטי הלא פולוטרי
כאשר נוצר קשר קוולנטי לא פולוטרי, ניתן לחבר שני אטומים של אותו אלמנט או אלמנטים שונים על ידי שיתוף אלקטרונים מרמות האנרגיה החיצונית ביותר שלהם, שהם אלה העומדים לרשותם ליצירת קשרים.
כאשר מתרחש איחוד כימי זה, כל אטום נוטה לרכוש את התצורה האלקטרונית היציבה ביותר, שהיא זו שמתאימה לגזים האצילים. אז כל אטום "מבקש" בדרך כלל להשיג את תצורת הגז האצילי הקרובה ביותר בטבלה המחזורית, אם עם פחות או יותר אלקטרונים מהתצורה המקורית שלה.
אם כן, כששני אטומים מאותו יסוד מצטרפים ליצירת קשר קוולנטי לא-קוטבי, זה מכיוון שהאיחוד הזה מעניק להם תצורה פחות אנרגטית, ולכן, יציבה יותר.
הדוגמה הפשוטה ביותר לסוג זה היא של גז מימן (H 2 ), אם כי דוגמאות אחרות הן הגזים חמצן (O 2 ) וחנקן (N 2 ).
שני אטומי מימן זהים בהם זוג האלקטרונים מושכים באותה צורה, מה שמביא לכך שלא קיימת קוטביות בקשר.
קשרים קוולנטיים לא פולוטריים של אטומים שונים
ניתן ליצור קשר לא קוטבי בין שני אלמנטים לא מתכתיים או מטאלואיד ואלמנט לא מתכתי.
במקרה הראשון האלמנטים הלא מתכתיים מורכבים מאלו השייכים לקבוצה נבחרת של הטבלה המחזורית, ביניהם הלוגנים (יוד, ברום, כלור, פלואור), גזים אצילים (ראדון, קסנון, קריפטון) , ארגון, ניאון, הליום) ועוד כמה אחרים כמו גופרית, זרחן, חנקן, חמצן, פחמן, בין היתר.
דוגמה לכך היא איחוד אטומי פחמן ומימן, הבסיס לרוב התרכובות האורגניות.
במקרה השני, metalloids הם אלה שיש להם מאפייני ביניים בין לא מתכות לבין המינים השייכים למתכות בטבלה המחזורית. בין אלה: גרמניום, בורון, אנטימון, טלוריום, סיליקון, בין היתר.
דוגמאות
ניתן לומר כי ישנם שני סוגים של קשרים קוולנטיים. למרות שבפועל אין להם כל הבדל ביניהם, אלה הם:
כאשר אטומים זהים יוצרים קשר.
כאשר שני אטומים שונים נפגשים ויוצרים מולקולה.
בין אטומים זהים
במקרה של קשרים קוולנטיים לא קוטביים המתרחשים בין שני אטומים זהים, האלקטרונגטיביות של כל אחד לא באמת משנה, מכיוון שהם תמיד יהיו זהים לחלוטין, כך שההבדל ביחס לנתונים אלקטרוניים תמיד יהיה אפס.
זהו המקרה של מולקולות גזים כמו מימן, חמצן, חנקן, פלואור, כלור, ברום, יוד.
קשר קוולנטי לא פולוטרי של שני אטומי חמצן זהים.
בין אטומים שונים
נהפוך הוא, כאשר מדובר באיגודים בין אטומים שונים, יש לקחת בחשבון האלקטרוניטיבי שלהם כדי לסווג אותם כבלתי קוטביים.
זהו המקרה של מולקולת המתאן, בה מתבטל רגע הדיפול הנוצר בכל קשר פחמן-מימן מסיבות סימטריה. המשמעות היא היעדר הפרדת מטענים, כך שהם לא יכולים לקיים אינטראקציה עם מולקולות קוטביות כמו מים, מה שהופך את המולקולות הללו לבין הפחמימנים הקוטביים האחרים להופחתיים.
מולקולות פולרי אחרים הם: פחמן טטרא (CCL 4 ), פנטן (C 5 H 12 ), אתילן (C 2 H 4 ), פחמן דו-חמצני (CO 2 ), בנזן (C 6 H 6 ) טולואן (ג 7 ח 8 ).
קשר קוולנטי לא פולוטרי של פחמן דו חמצני.
הפניות
- בטלהיים, FA, בראון, WH, קמפבל, ח"כ, פארל, SO וטורס, O. (2015). מבוא לכימיה כללית, אורגנית וביוכימיה. התאושש מ- books.google.co.ve
- LibreTexts. (sf). קשרים קוולנטיים. נשלח מ- chem.libretexts.org
- Brown, W., Foote, C., Iverson, B., Anslyn, E. (2008). כימיה אורגנית. התאושש מ- books.google.co.ve
- מחשבה. (sf). דוגמאות למולקולות קוטביות ולא קוטביות. נשלח מ- thoughtco.com
- Joesten, MD, Hogg, JL ו- Castellion, ME (2006). עולם הכימיה: יסודות: יסודות. התאושש מ- books.google.co.ve
- ויקיפדיה. (sf). קשר קוולנטי. נשלח מ- en.wikipedia.org