Сіз ғаламды біріктіретін не екенін ойлап көрдіңіз бе? Міне, бір кеңес: бұл өнеркәсіптік өлшемдегі ғарыштық супер желімнің құмырасы емес. Жоқ, заттарды бірге ұстаудың құпиясы - валентті байланыс деп аталатын химиялық байланыс процесі - атомдардың сыртқы қабаттарындағы электрондар молекулалар құру үшін бір-бірімен байланысады. Коваленттік байланыстар әлемдегі ең күшті байланыстардың бірі болып табылады.
Коваленттік байланыстардың әкесі - Ирвинг Лангмюр
Химия ғылымы әлеміне 1919 жылы коваленттілік принципі енгізілді. Болашақ Нобель сыйлығының иегері химик Ирвинг Лангмюр бұл терминді атомдардың ең сыртқы қабатындағы немесе валенттілігіндегі электрондар түзетін молекулалық байланыстарды сипаттау үшін енгізді. «Ковалентті байланыс» термині алғаш рет 1939 жылы қолданыла бастады.
Америкалық химик Ирвинг Лангмюр 1881 жылы 31 қаңтарда Бруклинде, Нью-Йоркте Чарльз Лэнгмюр мен Сади Комингстің төрт ұлының үшіншісі болып дүниеге келді. Лэнгмюр 1903 жылы Колумбия университетінің тау-кен мектебін инженер-металлург ретінде бітіріп, магистратура мен Ph.D дәрежесін алды. 1906 жылы химияда. Оның беттік химиядағы жұмысы 1932 жылы химия бойынша Нобель сыйлығымен марапатталады.
Атомдар мен молекулалар - олар шынымен маңызды ма?
Қарапайым тілмен айтқанда, атомдарсыз ғалам болмас еді. Себебі атомдар заттың негізгі құрылыс блоктары болып табылады. Зат деп нақты нені білдіреді? Физика және химиялық ғылымдарда «материя» кеңістікті алып жатқан және тыныштық массасына ие, әсіресе энергиядан ерекшеленетін нәрсе ретінде анықталады. Сонымен, әмбебап қысқаша айтқанда, «материя» - бәрі.
Атомдар үш негізгі субатомдық бөлшектерден тұрады: протондар, нейтрондар және электрондар. Протондар - оң электр зарядын сақтайтын субатомдық бөлшектер. Нейтрондар - оң немесе теріс электр заряды жоқ субатомдық бөлшектер, яғни бейтарап. Протондар мен нейтрондар қосылып, атом ядросын құрайды. Субатомдық бөлшектердің соңғы түрі электрондар теріс электр зарядын сақтайды және атом ядросының айналасында бұлт тәрізді айналады.
Сонда молекулалар дегеніміз не? Молекулалар байланыс құру үшін жеткілікті басқа атомдарға тартылатын атомдардан артық немесе кем емес. Валенттік байланыс.
Молекулалық байланыс – валентті байланыс түрлері
Атомдар молекулалар түзу үшін бір-бірімен байланысқанда, процесс бірнеше түрлі жолмен жүруі мүмкін. Атомдардың байланысуының негізгі жолы коваленттік деп белгілі. Коваленттік термин байланыс бір немесе бірнеше жұп электрондардың ортақ болуын білдіреді. Атомдардың валентті байланыстар құруының басқа жолдары бар, соның ішінде:
және қоңыр телехикаялар
- Иондық байланыстар немесе байланыстар бір атом бір немесе бірнеше электрондарды екінші атомға бергенде пайда болады.
- Металлдық байланыстар, химиялық заттың түрі байланыстыру бұл металдардың атомдарын біріктіреді. Металлдық байланыстар валенттік электрондар мен металл атомдары арасындағы мәжбүрлі тартылыс болып табылады.
Коваленттік молекулалық байланыстар - элементтерге қарсы қосылыстар
Атомдар арасындағы валентті тартылыс пайда болған кезде олар молекулалық байланыстарды немесе қосылыстар немесе элементтер болып табылатын заттарды құрайды. Молекулярлық қосылыстар мен молекулалық элементтер коваленттік байланыс нәтижесінде пайда болғанымен, олардың арасында маңызды айырмашылық бар.
Қосылыс молекуласының элемент молекуласынан айырмашылығы мынада: элемент молекуласындағы барлық атомдар бірдей. Мысалы, судың (қосылыс) молекуласында бір оттегі атомы және екі сутегі атомы бар. Бірақ оттегі молекуласында (элемент) екі атом да оттегі болып табылады.
Коваленттік байланыс қосылыстарының мысалдары
Коваленттік байланыстары бар қосылыстардың көптеген мысалдары бар, соның ішінде атмосферадағы газдар, жалпы отындар және денеміздегі қосылыстардың көпшілігі. Міне, үш мысал.
Метан молекуласы (CH4)
Көміртектің электрондық конфигурациясы 2,4. Асыл газ неонындай болу үшін оның сыртқы қабатында тағы 4 электрон қажет. Бұл әрекетті орындау үшін бір көміртек атомы төрт электронды төрт сутегі атомының жалғыз электрондарымен бөліседі. Метан молекуласында төрт C-H жалғыз байланысы бар.
Су молекуласы (H2O)
Бір оттегі атомы екі сутегі атомымен қосылады. Су молекуласында екі O-H жалғыз байланысы бар.
Көмірқышқыл газы (СО2)
Бір көміртек атомы екі оттегі атомымен қосылады. Көмірқышқыл газының молекуласында екі C=O байланысы бар.
Неліктен мен қайталанатын сандарды көріп тұрмын
Коваленттік байланыс элементтерінің мысалдары
Атомдар сияқты коваленттік молекулалық байланыстар пайда болғанда, нәтиже ковалентті элементтер болып табылады. Периодтық жүйеде кездесетін бейметалл ковалентті элементтерге мыналар жатады:
Флорида Пусли пайдасы
- сутегі
- көміртек
- азот
- фосфор
- оттегі
- күкірт және селен.
Сонымен қатар, барлық галогендік элементтер, соның ішінде:
- фтор
- хлор
- бром
- йод және астатин - барлығы ковалентті бейметал элементтер.
Полярлы және полярсыз коваленттік байланыстар
Иондық байланыстардан айырмашылығы, коваленттік байланыстар жиі атомдар арасында пайда болады, онда атомдардың біреуі бір немесе екі электронның жоғалуы немесе жоғарылауы арқылы асыл газдың электронды қабатының конфигурациясына оңай қол жеткізе алмайды. ... Сондықтан ковалентті байланысатын атомдар валенттік қабатын аяқтау үшін электрондарын бөліседі.
Электртерістігінің айырмашылығы неғұрлым көп болса, байланыс соғұрлым иондық болады. Ішінара иондық байланыстар полярлық коваленттік байланыстар болып табылады. Байланыс электрондарының тең бөлінуімен полярлық емес коваленттік байланыстар екі атомның электртерістігі тең болған кезде пайда болады.
Полярлық коваленттік байланыстардың мысалдары
Полярлық коваленттік байланыста атомдар ортақ электрондар сутегі ядросына қарағанда оттегі ядросына жақынырақ көбірек уақыт жұмсайды. Бұл молекуланың геометриясына және сутегі атомы мен оттегі атомының электртерістігінің үлкен айырмашылығына байланысты.
Қысқаша H2O деп аталатын су молекуласы полярлық коваленттік байланыстың мысалы болып табылады. Электрондар тең емес бөлінеді, оттегі атомы сутегі атомдарына қарағанда электрондармен көбірек уақыт өткізеді. Электрондар оттегі атомымен көбірек уақыт өткізетіндіктен, ол ішінара теріс зарядты алып жүреді.
Полярлы емес коваленттік байланыстардың мысалдары
Полярлы емес молекулалардың суда еру мүмкіндігі аз. Полярлы емес зат – дипольсыз зат, яғни оның молекулалық құрылымында электрондардың тең бөлінуі бар. Мысалы, көмірқышқыл газы, өсімдік майлары және мұнай өнімдері.
Полярлы емес коваленттік байланыстың мысалы екі сутегі атомының арасындағы байланыс, өйткені олар электрондарды бірдей бөліседі. Полярлы емес коваленттік байланыстың тағы бір мысалы екі хлор атомы арасындағы байланыс, өйткені олар да электрондарды бірдей бөліседі.
Коваленттік байланыстар - есте сақтау керек жеті нәрсе
Коваленттік байланыстар туралы жаңа ғана білгендеріңізді есте сақтауға көмектесетін бірнеше негізгі ұсыныстар:
- Валенттік және коваленттік байланыстар атомдарды молекулалар жасау үшін байланыстырады.
- Атомдар үш негізгі жолмен байланыса алады: коваленттік байланыс, иондық байланыс және металлдық байланыс.
- Коваленттік байланыс термині бір немесе бірнеше электрон жұбының ортақтасуы нәтижесінде пайда болатын қосылыстардағы байланыстарды сипаттайды.
- Атомдар арасында электрондар тасымалданатын иондық байланыстар сыртқы қабатында бірнеше электроны бар атомдар сыртқы қабатында аз ғана электрондары жетіспейтін атомдарға электрондарды бергенде пайда болады.
- Металлдық байланыстарда атомдардың көп саны электрондарын жоғалтады. Олар «бос» электрондар мен оң ядролар арасындағы тартылыс арқылы торда бірге ұсталады.
- Электронды жоғалтқан атом оң зарядты болады; электрон алған атом теріс зарядты болады, сондықтан екі атом қарама-қарсылардың электрлік тартылуымен бірге тартылады.
- Олар теріс зарядталғандықтан, ортақ электрондар екі атомның да оң ядросына бірдей тартылады. Атомдар әрбір ядро мен ортақ электрондар арасындағы тартылыс арқылы бірге ұсталады.