Jeste li se ikada zapitali što čini da se svemir drži zajedno? Evo savjeta: to nije staklenka kozmičkog super ljepila industrijske veličine. Ne, tajna održavanja stvari na okupu je proces kemijskog povezivanja poznat kao valentna veza – gdje se elektroni u vanjskim omotačima atoma vežu jedni s drugima kako bi tvorili molekule. Kovalentne veze su neke od najmoćnijih veza u svemiru.
Otac kovalentnih veza - Irving Langmuir
Svijet kemijske znanosti upoznao je s principom kovalentnosti 1919. Budući kemičar Irving Langmuir, dobitnik Nobelove nagrade, skovao je pojam kako bi opisao molekularne veze koje stvaraju elektroni u najudaljenijoj ljusci ili valenciji atoma. Termin 'kovalentna veza' prvi put je ušao u upotrebu 1939. godine.
Američki kemičar Irving Langmuir rođen je u Brooklynu u New Yorku 31. siječnja 1881. kao treći od četiri sina Charlesa Langmuira i Sadie Comings. Langmuir je 1903. godine diplomirao inženjera metalurgije na Školi za rudarstvo na Sveučilištu Columbia i stekao magisterij i doktorat. kemiju 1906. Njegov rad u površinskoj kemiji bit će nagrađen Nobelovom nagradom za kemiju 1932. godine.
Atomi i molekule - jesu li doista važni?
Jednostavno rečeno, bez atoma svemir ne bi postojao. To je zato što su atomi osnovni građevni blokovi materije. Što se točno podrazumijeva pod materijom? U fizikalnim i kemijskim znanostima, 'materija' je definirana kao ona koja zauzima prostor i posjeduje masu mirovanja, posebno za razliku od energije. Dakle, u univerzalnom smislu, 'materija' je sve.
Atomi se sastoje od tri osnovne subatomske čestice: protona, neutrona i elektrona. Protoni su subatomske čestice koje održavaju pozitivan električni naboj. Neutroni su subatomske čestice koje nemaju ni pozitivan ni negativan električni naboj, tj. neutralne. Protoni i neutroni se kombiniraju kako bi tvorili jezgru atoma. Elektroni, posljednji tip subatomske čestice, održavaju negativan električni naboj i kruže oko atomske jezgre poput oblaka.
Pa što su onda molekule? Molekule nisu ništa više ili manje od atoma koje privlače drugi atomi dovoljno da formiraju vezu. Valentna veza.
Molekularno vezivanje – vrste valentnih veza
Kada se atomi međusobno vežu kako bi tvorili molekule, proces se može dogoditi na nekoliko različitih načina. Glavni način na koji će se atomi vezati poznat je kao kovalentni. Pojam kovalentna odnosi se na činjenicu da veza uključuje dijeljenje jednog ili više parova elektrona. Postoje i drugi načini na koje atomi mogu formirati valentne veze, uključujući:
Raspored F1 za 2022
- Jonske veze ili veze nastaje kada jedan atom preda jedan ili više elektrona drugom atomu.
- Metalne veze, vrsta kemikalije vezivanje koji drži atome metala zajedno. Metalne veze su prisilno privlačenje između valentnih elektrona i atoma metala.
Kovalentne molekularne veze - elementi naspram spojeva
Kako dolazi do valentnog privlačenja između atoma, oni stvaraju molekularne veze ili tvari koje su ili spojevi ili elementi. Iako molekularni spojevi i molekularni elementi nastaju kao rezultat kovalentne veze, postoji i važna razlika između njih.
Razlika između molekule spoja i molekule elementa je u tome što su u molekuli elementa svi atomi isti. Na primjer, u molekuli vode (spoj) nalazi se jedan atom kisika i dva atoma vodika. Ali u molekuli kisika (elementu), oba atoma su kisik.
Primjeri spojeva kovalentne veze
Postoje mnogi primjeri spojeva koji imaju kovalentne veze, uključujući plinove u našoj atmosferi, uobičajena goriva i većinu spojeva u našem tijelu. Evo tri primjera.
molekula metana (CH4)
Elektronska konfiguracija ugljika je 2,4. Trebaju mu još 4 elektrona u vanjskoj ljusci da bi bio poput plemenitog plina neona. Da biste to učinili, jedan atom ugljika dijeli četiri elektrona s pojedinačnim elektronima iz četiri atoma vodika. Molekula metana ima četiri C-H jednostruke veze.
Molekula vode (H2O)
Jedan atom kisika spaja se s dva atoma vodika. Molekula vode ima dvije jednostruke O-H veze.
ugljični dioksid (CO2)
Jedan atom ugljika spaja se s dva atoma kisika. Molekula ugljičnog dioksida ima dvije C=O veze.
otvori poklopac
Primjeri elemenata kovalentne veze
Kada slični atomi formiraju kovalentne molekularne veze, rezultati su kovalentni elementi. Nemetalni kovalentni elementi koji se nalaze u periodnom sustavu uključuju:
pinterest diy piling za usne
- vodik
- ugljik
- dušik
- fosfor
- kisik
- sumpor i selen.
Osim toga, svi halogeni elementi, uključujući:
- fluor
- klor
- brom
- jod i astat, svi su kovalentni nemetalni elementi.
Polarne i nepolarne kovalentne veze
Za razliku od ionskih veza, kovalentne veze često nastaju između atoma gdje jedan od atoma ne može lako postići konfiguraciju ljuske elektrona plemenitog plina gubitkom ili dobitkom jednog ili dva elektrona. ... Stoga atomi koji se kovalentno vezuju dijele svoje elektrone kako bi dovršili svoju valentnu ljusku.
Što je razlika u elektronegativnosti veća, to je veza ionskija. Veze koje su djelomično ionske su polarne kovalentne veze. Nepolarne kovalentne veze, s jednakim dijeljenjem elektrona veze, nastaju kada su elektronegativnosti dvaju atoma jednake.
Primjeri polarne kovalentne veze
U polarnoj kovalentnoj vezi, elektroni koje dijele atomi provode u prosjeku više vremena bliže jezgri kisika nego jezgri vodika. To je zbog geometrije molekule i velike razlike u elektronegativnosti između atoma vodika i atoma kisika.
Molekula vode, skraćeno H2O, primjer je polarne kovalentne veze. Elektroni se nejednako dijele, pri čemu atom kisika provodi više vremena s elektronima nego atomi vodika. Budući da elektroni provode više vremena s atomom kisika, on nosi djelomični negativni naboj.
Primjeri nepolarnih kovalentnih veza
Manje je vjerojatno da će se nepolarne molekule moći otopiti u vodi. Nepolarna tvar je ona bez dipola, što znači da ima ravnomjernu raspodjelu elektrona u svojoj molekularnoj strukturi. Primjeri uključuju ugljični dioksid, biljna ulja i naftne derivate.
Primjer nepolarne kovalentne veze je veza između dva atoma vodika jer jednako dijele elektrone. Drugi primjer nepolarne kovalentne veze je veza između dva atoma klora jer oni također jednako dijele elektrone.
Kovalentne veze – sedam stvari koje treba zapamtiti
Evo nekoliko ključnih stvari koje će vam pomoći da zapamtite ono što ste upravo naučili o kovalentnim vezama:
- Valentne i kovalentne veze povezuju atome u molekule.
- Atomi se mogu vezati na tri glavna načina: kovalentne veze, ionske veze i metalne veze.
- Pojam kovalentna veza opisuje veze u spojevima koje su rezultat dijeljenja jednog ili više parova elektrona.
- Ionske veze, gdje se elektroni prenose između atoma, nastaju kada atomi sa samo nekoliko elektrona u vanjskoj ljusci daju elektrone atomima kojima samo nekoliko nedostaje u njihovoj vanjskoj ljusci.
- U metalnim vezama ogroman broj atoma gubi svoje elektrone. Drže ih zajedno u rešetki privlačenje između 'slobodnih' elektrona i pozitivnih jezgri.
- Atom koji izgubi elektron postaje pozitivno nabijen; atom koji dobije elektron postaje negativno nabijen pa se dva atoma spajaju električnim privlačenjem suprotnosti.
- Budući da su negativno nabijeni, zajednički elektroni se jednako privlače u pozitivnu jezgru oba uključena atoma. Atomi se drže zajedno privlačenjem između svake jezgre i zajedničkih elektrona.