Kovalens kötés
A kovalens kötések két nem fématom közötti kémiai kötések. Erre példa a víz, ahol a hidrogén (H) és az oxigén (O) összekapcsolódik, és (H2O) keletkezik. Egy teljes külső héj általában nyolc elektronnal rendelkezik, a hidrogén vagy a hélium esetében kettővel. A valenciaelektronok az atom külső héjában viszonylag lazán tartott elektronok. Az elektronhéjak szerkezetét a kvantummechanika határozza meg).
Az atomban lévő elektronok számát az atomban lévő protonok száma határozza meg. Az elektronok az atommagok körül keringenek, és olyanok, mint a homályos pályák az atommag körül. Az első rétegben legfeljebb két elektron található. Az ezt követő rétegek általában legfeljebb nyolcat tartalmaznak. A kovalens kötések úgy jönnek létre, hogy az atomok megosztják egymással a valenciaelektronokat.
Ha például egy atomnak kilenc elektronja van, az első kettő nagyon közel kering az atommaghoz, a következő hét pedig kicsit távolabb. A külső hét elektron kevésbé szorosan tartja magát, mint a belső két elektron, mert távolabb vannak a pozitív töltésű atommagtól. Ha ez az atom közel kerül egy másik atomhoz, amelynek külső héjában egy lazán tartott elektron van, akkor a lazán tartott elektron számára egy új pálya válik elérhetővé. Ez az új elektronpálya mindkét atommaghoz kötődik, és alacsonyabb energiaszintű, mint az eredeti elektronpálya. Az elektron spontán át tud ugrani rá, és a többletenergiával fotont bocsát ki. Most már mindkét atom körül kering egy elektron, ami azt eredményezi, hogy az elektront adó atomnak kis nettó pozitív töltése van, a másik atomnak pedig kis nettó negatív töltése. A két atomot most a pozitív és negatív töltések közötti elektromágneses vonzóerő tartja össze. Ezt nevezzük kovalens kötésnek. A kötés felbontásához ugyanannyi energiára van szükség, mint amennyi a kötés kialakulásakor felszabadult.
A vízmolekula egy oxigénatomból és két hidrogénatomból áll, amelyeket kovalens kötés tart össze. Ebben az esetben az oxigénatom egy-egy elektront oszt meg a hidrogénatomokkal. Ez azt jelenti, hogy az oxigénatomok kis nettó pozitív töltéssel, a hidrogénatomok pedig kis nettó negatív töltéssel rendelkeznek. Ennek eredményeként az oxigén- és a hidrogénatomok az elektromágneses erő hatására vonzzák egymást. Emiatt a vízmolekula poláris molekula: töltése nem egyenletesen oszlik el.
A víz kovalens kötései (H2O)
A kovalens kötés típusai
Az atomi pályák (kivéve az s pályákat) különböző típusú kovalens kötéseket hoznak létre:
- A szimmás (σ) kötések a legerősebb kovalens kötések. Két különböző atom orbitálisainak fej-fej melletti átfedésével járnak. Egyetlen kötés általában egy σ-kötés.
- A pi (π) kötések gyengébbek, és a p (vagy d) orbitálok közötti oldalirányú átfedésnek köszönhetőek.
- A két adott atom közötti kettős kötés egy σ és egy π kötéssel rendelkezik, és
- a hármas kötés egy σ és két π kötéssel rendelkezik.
A kovalens kötések gyengébbek, mint az ionos kötések, és alacsonyabb az olvadáspontjuk. Általában rosszul vezetik az elektromosságot és a hőt.
Kötéshossz
A kémiában a kötéshossz a kovalens kötés méretének mérőszáma. Mivel a molekulák nagyon kicsik, pikométerben, azaz a méter milliárdod részének milliomod részében mérik őket.
A molekulák kémiáját leginkább a kötéseik magyarázzák, a kötéseket pedig az elektronok szerkezete okozza.
Benzol rajzolása. A kötéshosszok és a kötésszögek fel vannak tüntetve.
Kapcsolódó oldalak
- Valencia
Kérdések és válaszok
K: Mi az a kovalens kötés?
V: A kovalens kötés két nem fémes atom közötti kémiai kötés, ahol az atomok megosztják egymással a valenciaelektronokat. Ezáltal egy olyan elektronpálya jön létre, amely mindkét atommaghoz kötődik, és alacsonyabb energiaszinttel rendelkezik, mint az eredeti elektronpálya. Ennek eredményeként az elektront átadó atom kis nettó pozitív töltéssel, a másik atom pedig kis nettó negatív töltéssel rendelkezik, amelyeket a pozitív és negatív töltések közötti elektromágneses vonzóerő tart össze.
K: Hány elektron van általában egy atom külső héjában?
V: Egy atom külső héjában általában legfeljebb nyolc elektron van, hidrogén vagy hélium esetében kettő.
K: Mi határozza meg az atomban lévő elektronok számát?
V: Az atomban lévő elektronok számát az atomban lévő protonok száma határozza meg.
K: Hogyan alakulnak ki a kovalens kötések?
V: A kovalens kötések akkor jönnek létre, amikor az atomok közel kerülnek egymáshoz, és az egyik atomból egy lazán tartott elektron egy új pályára ugrik, amely mindkét atommaghoz alacsonyabb energiaszinttel kötődik, mint korábban. Ennek eredményeképpen az egyik atom kis nettó pozitív töltéssel, a másik pedig kis nettó negatív töltéssel rendelkezik, ami elektromágneses vonzóerőt hoz létre közöttük.
K: Milyen típusú molekula a víz?
V: A vízmolekulák egy oxigénatomból és két hidrogénatomból állnak, amelyeket kovalens kötések tartanak össze, így poláris molekulának számít, mivel töltése nem egyenletesen oszlik el.
K: Hol keringenek az elektronok az atommagok körül?
V: Az elektronok úgy keringenek az atommagok körül, mint a homályos pályák.
