НЕПОЛЯРНИЙ КОВАЛЕНТНИЙ ЗВ’ЯЗОК: ХАРАКТЕРИСТИКИ, УТВОРЕННЯ, ТИПИ - ХІМІЯ - 2025

Неполярная ковалентний зв'язок є тип хімічного зв'язку , в яких два атоми , які мають подібну електронегативні обмінюватися електрони з утворенням молекули.

Цей тип зв’язку міститься у великій кількості сполук, що мають різні характеристики, що знаходяться між двома атомами азоту, що утворюють газоподібні види (N ₂ ), і між атомами вуглецю та водню, які утримують молекулу газу метану разом. (CH ₄ ), наприклад.

Неполярний ковалентний зв’язок метану. За допомогою CNX OpenStax, через Wikimedia Commons

Відома як електронегативність до властивості, якою володіють хімічні елементи, що стосується того, наскільки велика або мала здатність цих атомних видів притягувати електронну щільність один до одного.

Полярність неполярних ковалентних зв’язків відрізняється електронегативністю атомів менше ніж на 0,4 (як зазначено за шкалою Полінга). Якби він був більшим за 0,4 і менше 1,7, це була б полярна ковалентна зв'язок, тоді як, якщо вона перевищує 1,7, це була б іонна зв'язок.

Слід зазначити, що електронегативність атомів описує лише ті, які беруть участь у хімічному зв’язку, тобто коли вони входять до складу молекули.

Загальна характеристика неполярної ковалентної зв'язку

Термін "неполярний" характеризує молекули або зв'язки, які не виявляють жодної полярності. Коли молекула неполярна, це може означати дві речі:

-Ці атоми не пов'язані полярними зв’язками.

-У нього є полярні зв'язки, але вони були орієнтовані настільки симетрично, що кожен скасовує дипольний момент іншого.

Автор Яцек Ф.Х., з Вікімедіа Commons

Аналогічно, існує велика кількість речовин, у яких їх молекули залишаються пов'язаними між собою в структурі сполуки, будь то в рідкій, газовій або твердій фазі.

Коли це відбувається, це значною мірою пов'язане з так званими силами ван дер-Ваальса або взаємодіями, на додаток до температури та тиску, при яких відбувається хімічна реакція.

Ці типи взаємодій, які також трапляються в полярних молекулах, відбуваються через рух субатомних частинок, переважно електронів, коли вони рухаються між молекулами.

Завдяки цьому явищу в декілька моментів електрони можуть накопичуватися на одному кінці хімічного виду, концентруючись у конкретних областях молекули і надаючи їй свого роду частковий заряд, генеруючи певні диполі та змушуючи молекули залишатися досить близько один до одного. один у одного.

Полярність та симетрія

Однак цей малий диполь не утворюється в сполуках, пов'язаних неполярними ковалентними зв’язками, оскільки різниця між їх електронегативністю практично дорівнює або абсолютно дорівнює нулю.

У випадку молекул або зв’язків, що складаються з двох рівних атомів, тобто коли їх електронегативність однакова, різниця між ними дорівнює нулю.

У цьому сенсі зв’язки класифікуються як неполярні ковалентні, коли різниця електронегативностей між двома атомами, що складають зв’язок, становить менше 0,5.

Навпаки, коли це віднімання призводить до значення від 0,5 до 1,9, воно характеризується як полярний ковалент. Тоді як, коли ця різниця призводить до числа більше 1,9, воно, безумовно, вважається зв’язком або сполукою полярного характеру.

Отже, цей тип ковалентних зв’язків утворюється завдяки поділу електронів між двома атомами, які порівну віддають свою електронну щільність.

З цієї причини, крім природи атомів, які беруть участь у цій взаємодії, молекулярні види, які пов'язані цим типом зв’язку, мають тенденцію до досить симетричної форми, і, отже, ці зв’язки зазвичай досить міцні.

Як утворюється неполярна ковалентна зв'язок?

Взагалі ковалентні зв’язки виникають тоді, коли пара атомів бере участь у обміні парами електронів або коли розподіл щільності електронів однаковий між обома атомними видами.

Модель Льюїса описує ці союзи як взаємодії, які мають подвійне призначення: два електрони діляться між парами атомів, що беруть участь, і, в той же час, заповнюють найвіддаленіший рівень енергії (валентну оболонку) кожного з них, надаючи їм більша стабільність.

Оскільки цей тип зв’язку базується на різниці електронегативностей між атомами, які складають його, важливо знати, що елементи з найбільшою електронегативністю (або більше електронегативними) є тими, що притягують електрони найбільш сильно один до одного.

Ця властивість має тенденцію до збільшення періодичної таблиці в ліво-правому напрямку та у напрямку зростання (знизу вгору), так що елемент, що вважається найменшим електронегативом періодичної таблиці, - францій (приблизно 0,7 ), а найбільшою електронегативністю є фтор (приблизно 4,0).

Ці зв’язки найчастіше відбуваються між двома атомами, що належать неметалам, або між неметалом і атомом металоїдної природи.

Замовлення та енергія

З більш внутрішньої точки зору, з точки зору енергетичних взаємодій, можна сказати, що пара атомів притягує один одного і утворює зв’язок, якщо цей процес призводить до зниження енергії системи.

Так само, коли задані умови сприяють тому, що взаємодіючі атоми притягують один одного, вони зближуються, і саме тоді зв'язок виробляється або утворюється; до тих пір, поки цей підхід і подальший об'єднання передбачають конфігурацію, яка має менше енергії, ніж початкове розташування, в якій атоми були розділені.

Спосіб поєднання атомних видів для формування молекул описується правилом октету, яке було запропоновано фізиком-хіміком з походження американців Гілбертом Ньютоном Льюїсом.

Це відоме правило головним чином стверджує, що атом, окрім водню, має тенденцію до зв'язку, поки він не буде оточений вісьмома електронами у своїй валентній оболонці.

Це означає, що ковалентний зв’язок бере свій початок, коли кожному атому не вистачає електронів, щоб заповнити його октет, тобто коли вони діляться своїми електронами.

Для досягнення стійкості в структурі СО2 атому вуглецю необхідно утворювати дві подвійні зв’язки з кожним атомом кисню, таким чином виконуючи правило октету.

Це правило має свої винятки, але загалом це залежить від характеру елементів, що беруть участь у посиланні.

Типи елементів, що утворюють неполярний ковалентний зв’язок

Коли утворюється неполярний ковалентний зв’язок, два атоми одного і того ж елемента або різних елементів можуть бути з'єднані шляхом обміну електронами з їх самих зовнішніх рівнів енергії, які є доступними для утворення зв’язків.

Коли цей хімічний союз відбувається, кожен атом прагне придбати найбільш стійку електронну конфігурацію, таку, яка відповідає благородним газам. Таким чином, кожен атом, як правило, "прагне" придбати найближчу конфігурацію благородного газу в періодичній таблиці, або з меншою чи більшою кількістю електронів, ніж у вихідній конфігурації.

Отже, коли два атоми одного і того ж елемента приєднуються до утворення неполярного ковалентного зв’язку, це тому, що цей зв’язок надає їм менш енергійну і, отже, більш стабільну конфігурацію.

Найпростішим прикладом цього типу є газ водню (H ₂ ), хоча іншими прикладами є кисень газів (O ₂ ) та азот (N ₂ ).

Два однакових атома водню, в яких пара електронів притягується однаково, що призводить до відсутності полярності зв’язку.

Неполярні ковалентні зв’язки різних атомів

Неполярний зв’язок може також утворюватися між двома неметалічними елементами або металоїдом і неметалічним елементом.

У першому випадку неметалічні елементи складаються з тих, що належать до вибраної групи періодичної таблиці, серед яких галогени (йод, бром, хлор, фтор), благородні гази (радон, ксенон, криптон , аргон, неон, гелій) та деякі інші, такі як сірка, фосфор, азот, кисень, вуглець.

Прикладом цього є об'єднання атомів вуглецю та водню, основа більшості органічних сполук.

У другому випадку металоїдами є ті, які мають проміжні характеристики між неметалами та видами, що належать до металів, у періодичній таблиці. Серед них: германій, бор, сурма, телур, кремній, серед інших.

Приклади

Можна сказати, що існує два типи ковалентних зв’язків. Хоча на практиці між ними немає різниці, це:

-Коли однакові атоми утворюють зв’язок.

-Коли два різних атоми зійдуться разом, щоб утворити молекулу.

Між однаковими атомами

У разі неполярних ковалентних зв’язків, які виникають між двома однаковими атомами, електронегативність кожного насправді не має значення, оскільки вони завжди будуть абсолютно однаковими, тому різниця в електронегативності завжди буде нульовою.

Це стосується таких газоподібних молекул, як водень, кисень, азот, фтор, хлор, бром, йод.

Неполярний ковалентний зв’язок двох однакових атомів кисню.

Між різними атомами

Навпаки, коли вони є об'єднаннями між різними атомами, їх електронегативи повинні враховуватись для їх класифікації як неполярних.

Це випадок молекули метану, де дипольний момент, утворений у кожній вуглецево-водневій зв'язці, відміняється з міркувань симетрії. Це означає відсутність поділу зарядів, щоб вони не могли взаємодіяти з полярними молекулами, такими як вода, роблячи ці молекули та інші полярні вуглеводні гідрофобними.

Іншими неполярними молекулами є: тетрахлорид вуглецю (CCl ₄ ), пентан (C ₅ H ₁₂ ), етилен (C ₂ H ₄ ), вуглекислий газ (CO ₂ ), бензол (C ₆ H ₆ ) і толуол (C ₇ Н ₈ ).

Неполярний ковалентний зв’язок вуглекислого газу.

Список літератури

1. Bettelheim, FA, Brown, WH, Campbell, MK, Farrell, SO та Torres, O. (2015). Вступ до загальної, органічної та біохімії. Відновлено з books.google.co.ve
2. LibreTexts. (sf). Ковалентні зв’язки. Отримано з chem.libretexts.org
3. Brown, W., Foote, C., Iverson, B., Anslyn, E. (2008). Органічна хімія. Відновлено з books.google.co.ve
4. ДумкаCo. (sf). Приклади полярних і неполярних молекул. Отримано з thinkco.com
5. Joesten, MD, Hogg, JL та Castellion, ME (2006). Світ хімії: Основи: Основи. Відновлено з books.google.co.ve
6. Вікіпедія. (sf). Ковалентний зв’язок. Отримано з en.wikipedia.org