Kovalente Bindung: Eigenschaften und Polarität

Kovalente Bindung: Eigenschaften und Polarität!

Atome können sich miteinander verbinden, indem sie Elektronen in ihren Wertigkeitsschalen teilen, so dass die kombinierenden Atome die nächsten Edelgaskonfigurationen erreichen. Die gemeinsamen Elektronen tragen zur Stabilität beider Atome bei. Diese Art der Verknüpfung wird als kovalente Verknüpfung oder kovalente Bindung bezeichnet, und die Verbindungen werden als kovalente Verbindung bezeichnet.

Wenn sich beispielsweise zwei Wasserstoffatome einander nähern, trägt jedes Atom ein Elektron bei, und das Elektronenpaar wird von beiden Atomen geteilt, um ein Wasserstoffmolekül zu bilden.

H + H → H: H oder H - H

In ähnlicher Weise teilen sich Wasserstoff- und Chloratome jeweils ein Elektron, um HCl zu bilden

H + CI → H: CI: oder H - CI

Die Bindungsatome können mehr als ein Elektronenpaar gemeinsam haben, abhängig von ihrer Anforderung, das Oktett zu vollenden. Beispielsweise bei der Bildung von Sauerstoffmolekülen hat jedes Sauerstoffatom sechs Elektronen in der Valenz, und deshalb tragen sie jeweils zwei Elektronen zum Teilen bei. Somit teilen sich zwei Elektronenpaare und es besteht eine Doppelbindung zwischen den beiden Sauerstoffatomen.

In ähnlicher Weise werden bei der Bildung eines Stickstoffmoleküls drei Elektronenpaare gemeinsam genutzt, und es gibt eine Dreifachbindung zwischen den beiden Stickstoffatomen. Die Anzahl der Elektronen, die ein Atom zum Teilen einer kovalenten Bindung beiträgt, wird Kovalenz genannt. Somit ist die Kovalenz von Wasserstoff, Chlor, Sauerstoff und Stickstoff 1, 1, 2 bzw. 3.

Einige wichtige Merkmale der kovalenten Bindung:

1. Bondlänge:

Sie ist definiert als der durchschnittliche Abstand zwischen den Kernen zweier gebundener Atome in einem Molekül. Bei der Bildung eines Wasserstoffmoleküls, wenn sich zwei Wasserstoffatome einander nähern, wird eine Stufe erreicht, in der die anziehenden Kräfte die abstoßenden Kräfte ausgleichen.

Zu diesem Zeitpunkt wird die potentielle Energie des Systems minimal und die Atome werden miteinander verbunden. Der Abstand zwischen den Kernen von zwei Wasserstoffatomen wird als bo7id-Länge der HH-Bindung bezeichnet und hat sich als 0, 74 A ° erwiesen.

Es sei bemerkt, dass die Bindungslänge mit der Vielzahl der Bindung zwischen den zwei Atomen abnimmt. Somit ist die C = C-Bindung kürzer als die C = C-Bindung, die wiederum kürzer ist als die CC-Bindung.

2. Bondwinkel:

Der Bindungswinkel kann als der innere Winkel zwischen den Orbitalen definiert werden, die Elektronenpaare in der Valenzschale des Zentralatoms in einem kovalenten Molekül enthalten. Zum Beispiel betragen die Bindungswinkel in H ₂ O-, NH _{3 -} und CH ₄ -Molekülen 104, 5 °, 107 ° bzw. 109, 5 °.

Die Bindungswinkel geben eine Vorstellung von der Verteilung der Orbitale im dreidimensionalen Raum um das Zentralatom im Molekül und geben somit eine Vorstellung von der Form des Moleküls.

3. Bindungsstärke oder Bindungsenergie:

Um eine chemische Bindung aufzubrechen, ist immer Energie erforderlich. Zum Beispiel werden beim Aufbrechen von 1 Mol Wasserstoffgas in Atome 458 kJ Energie benötigt. Die Haftfestigkeit soll in diesem Fall 458 kJ pro Mol sein, dh pro Avogadro-Anzahl von Bindungen.

Die Bindungsstärke oder Bindungsenergie eines bestimmten Bindungstyps ist definiert als die Energie, die erforderlich ist, um ein Mol Bindungen (dh die Anzahl der Bindungen von Avogadro) dieses Typs in einer Substanz im gasförmigen Zustand zu lösen.

Die Stärke der Bindung zeigt die Stabilität der Verbindung an. Somit ist die N = N-Bindung stabiler als die O = O-Bindung. Daher ist das Stickstoffmolekül stabiler als das Sauerstoffmolekül. Folglich ist Stickstoff viel weniger reaktiv als Sauerstoff. Die Stärke der FF-Bindung ist geringer als die der CI-CI-Bindung. Daher ist Fluor reaktiver als Chlor.

Polarität in kovalenten Bindungen:

Eine kovalente Bindung, die zwischen zwei gleichen oder ähnlichen Atomen gebildet wird, soll eine nichtpolare kovalente Bindung sein, aber wenn sie zwischen zwei verschiedenen Atomen gebildet wird, spricht man von einer polaren kovalenten Bindung. Im ersten Fall wird das gemeinsame Elektronenpaar von beiden Atomen gleichermaßen angezogen und liegt genau in der Mitte zwischen ihnen, wie in dem Wasserstoffmolekül H: H. Es wird gesagt, dass das gebildete Molekül ein unpolares Molekül ist. Die Beispiele sind H ₂, F ₂, Cl ₂ .

Im Falle einer kovalenten Bindung, die zwischen zwei verschiedenen Atomen gebildet wird, neigt eines der Atome im Allgemeinen dazu, die Elektronen zu sich hin anzuziehen. Das Elektronenpaar wird daher näher zu diesem Atom gezogen, wie in einem Fluorwasserstoffmolekül (H: F), in dem das zwischen Wasserstoff und Fluor gemeinsam genutzte Elektronenpaar näher am Fluoratom bleibt.

Die unsymmetrische Verteilung der Elektronen führt zur Ladungstrennung, dh zur Entwicklung einer partiellen negativen Ladung in der Nähe des Fluorendes und einer partiellen positiven Ladung in der Nähe des Wasserstoffendes. Dies wird in HF- und HCI-Molekülen wie folgt dargestellt:

Es wird gesagt, dass die gebildeten Moleküle polare Moleküle sind. Die polare kovalente Bindung hat daher partiellen ionischen Charakter.