We leggen uit wat een covalente binding is en enkele kenmerken ervan. Ook de soorten covalente bindingen en voorbeelden.
Wat is een covalente binding?
Een type binding wordt covalent genoemd Chemische binding wat gebeurt er als twee atomen zijn gekoppeld om een te vormen molecuul, delen elektronen behorend tot zijn valentieschil of laatste energieniveau, waardoor het bekende "stabiele octet" wordt bereikt, volgens de door Gilbert Newton Lewis voorgestelde "octetregel" over de elektronische stabiliteit van atomen.
De "octetregel"Zegt dat ionen van de chemische elementen in de Periodiek systeem, hebben de neiging om hun laatste energieniveaus te voltooien met 8 elektronen, en deze elektronische configuratie geeft ze een grote stabiliteit, die erg lijkt op die van elektronen. Edelgassen.
Covalent gebonden atomen delen een of meer elektronenparen vanaf hun laatste energieniveau. Het heet moleculaire orbitaal naar het gebied van de ruimte waar de elektronendichtheid zich in het molecuul bevindt.
Deze elektronendichtheid kan worden gedefinieerd en berekend met behulp van zeer complexe wiskundige vergelijkingen die het gedrag van elektronen in moleculen beschrijven. Aan de andere kant zijn er ook atomaire orbitalen, die worden gedefinieerd als het gebied van de ruimte dat de waarschijnlijkheid vertegenwoordigt van het vinden van een elektron rond de atoomkern. Dus wanneer verschillende atomaire orbitalen worden gecombineerd, worden moleculaire orbitalen gegenereerd.
Covalente bindingen worden gevormd door elektronen te delen tussen de bindende atomen, en ze verschillen van Ionische bindingen waarbij in de laatste sprake is van een overdracht van elektronen tussen de atomen die betrokken zijn bij de ionische binding (er worden geen elektronen gedeeld).
Om een ionische binding te vormen, draagt een atoom een of meer elektronen over aan een ander atoom, en de binding wordt gevormd door elektrostatische interactie tussen beide atomen die elektrisch geladen zijn, omdat wanneer de overdracht van elektronen plaatsvindt, een atoom (degene die elektronen gaf ) het bleef achter met een positieve lading (kation) en het andere atoom (degene die elektronen accepteerde) bleef achter met een negatieve lading (anion).
Aan de andere kant wordt de covalente binding gevormd tussen atomen die geen groot elektronegativiteitsverschil hebben. Deze binding kan worden gevormd tussen niet-metaalatomen, of tussen metaalatomen en waterstof. De ionische binding wordt gevormd tussen ionen van atomen met een hoog elektronegativiteitsverschil, en wordt meestal gevormd tussen ionen van atomen van metalen elementen en ionen van atomen van niet-metalen elementen.
Het is belangrijk om te verduidelijken dat er geen absoluut covalente binding of een absoluut ionische binding is. In feite wordt ionische binding vaak gezien als een "overdrijving" van de covalente binding.
Covalente bindingstypes
Er zijn de volgende soorten covalente bindingen, gebaseerd op het aantal elektronen dat door de gebonden atomen wordt gedeeld:
- Gemakkelijk. Gebonden atomen delen één elektronenpaar van hun laatste elektronische schil (elk één elektron). Het wordt weergegeven door een lijn in de moleculaire verbinding. Bijvoorbeeld: H-H (waterstof-waterstof), H-Cl (waterstof-chloor).
- Dubbele. De gebonden atomen dragen elk twee elektronen bij uit hun laatste energieschil en vormen een binding van twee paar elektronen. Het wordt weergegeven door twee evenwijdige lijnen, een boven en een onder, vergelijkbaar met het wiskundige teken van gelijkheid. Bijvoorbeeld: O = O (Zuurstof-Zuurstof), O = C = O (Zuurstof-Koolstof-Zuurstof).
- Verdrievoudigen. Deze binding wordt gevormd door drie elektronenparen, dat wil zeggen dat elk atoom 3 elektronen van zijn laatste energielaag bijdraagt. Het wordt weergegeven door drie evenwijdige lijnen, één boven, één in het midden en één eronder. Bijvoorbeeld: N≡N (Stikstof-Stikstof).
- Datief. Een type covalente binding waarbij slechts één van de twee gebonden atomen twee elektronen bijdraagt en de andere echter geen. Het wordt weergegeven door een pijl in de moleculaire verbinding. Bijvoorbeeld het ammoniumion:
Aan de andere kant, afhankelijk van de aanwezigheid of niet van polariteit (eigenschap van sommige moleculen om de elektrische ladingen in hun structuur te scheiden), is het mogelijk om onderscheid te maken tussen polaire covalente bindingen (die polaire moleculen vormen) en niet-polaire covalente bindingen (die vormen niet-polaire moleculen). polair):
- Polaire covalente bindingen. Atomen van verschillende elementen en met een elektronegativiteitsverschil van meer dan 0,5. Het molecuul zal dus een negatieve ladingsdichtheid hebben op het meest elektronegatieve atoom, aangezien dit atoom de elektronen van de binding met grotere kracht aantrekt, terwijl een positieve ladingsdichtheid op het minder elektronegatieve atoom zal blijven. Scheiding van ladingsdichtheden genereert elektromagnetische dipolen.
- Niet-polaire covalente bindingen. Atomen van hetzelfde element zijn gebonden, of van verschillende elementen maar met vergelijkbare elektronegativiteiten, met een elektronegativiteitsverschil van minder dan 0,4. De elektronenwolk wordt met gelijke intensiteit aangetrokken door beide kernen en er vormt zich geen moleculaire dipool.
Voorbeelden van covalente binding
Eenvoudige voorbeelden van covalente binding zijn die welke voorkomen in de volgende moleculen:
- Zuivere zuurstof (O2). O = O (één dubbele binding)
- Zuivere waterstof (H2). H-H (een enkele link)
- Kooldioxide (CO2). O = C = O (twee dubbele bindingen)
- Water (H2O). H-O-H (twee enkele bindingen)
- Zoutzuur (HCl). H-Cl (een enkele binding)
- Zuivere stikstof (N2). N≡N (een drievoudige binding)
- Blauwzuur (HCN). H-C≡N (één enkele en één drievoudige binding)