Sadržaj:
2023 Autor: Jake Johnson | [email protected]. Zadnja izmjena: 2023-05-24 23:12
Molekularne veze i vodonične veze
Atomi su sastavni dijelovi materije u kojima su pozitivni električni naboji protona i negativni električni naboji elektrona ekvivalentni i međusobno neutraliziraju. Kada se atomi spoje u veze, oni teže održavati tu električnu neutralnost, držeći ukupan broj protona i elektrona jednakim.
U ionskim vezama, ova interakcija se događa prijenosom jednog ili više elektrona od strane jednog od atoma veze koja ih je imala u višku u svojoj elektrosferi (karakteristično za metale) i primanjem istih od strane drugog koji ja nedostajali su (tipično za nemetale).
Pošto je zbir elektrona izgubljenih od strane jednog od članova veze jednak zbiru elektrona koje je dobio receptor, svaki atom pronalazi svoj optimalni nivo elektronske ljuske u smislu sjedinjenja oba sa tim sklop ostaje električno neutralan.
Molekularne veze
Molekularne ili kovalentne veze prate drugi mehanizam. Ta vrsta veze se javlja između dva nemetala. Kako su nemetali hemijski elementi koji treba da dobiju elektrone da bi se stabilizovali, odnosno da bi pronašli optimalan nivo distribucije slojeva svoje elektrosfere, imamo vezu u kojoj će svi uključeni atomi verovatno primiti elektrone, ali da ih se ne odreknem.
Rješenje je kroz njihovo dijeljenje. Vezani atomi dijele jedan iliviše elektrona koji dopunjuju elektrosfere oba istovremeno, koliko im je potrebno. Ove veze, kao što smo vidjeli, nazivaju se kovalentne ili molekularne veze, a grupe atoma koje su vezane njima nazivaju se molekuli.
Molekule su također električno neutralne, budući da njihovi atomi dijele jedan ili više parova elektrona, ali zadržavaju ekvivalentnost između broja pozitivnih naboja protona jezgra i broja negativnih naboja elektrona oko kojih kruže to.
Elektronegativnost
Samo što je posmatranje otkrilo neka ponašanja u molekulima koja je teško objasniti bez priznanja da su na neki način njihovi električni naboji i dalje djelovali. Ova ponašanja su se počela objašnjavati otkrićem elektronegativnosti, svojstva koja mjeri sklonost atoma da privuče elektrone.
Dakle, u kovalentnoj vezi, elektroni teže da ostanu bliže atomu sa višom elektronegativnošću, što ih jače privlači.
U periodičnoj tablici, elektronegativnost raste odozdo prema gore po grupama (vertikala tabele) i s lijeva na desno kroz periode (horizontalna tablica).
Dakle, hemijski elementi sa najnižom elektronegativnošću nalaze se u donjem levom uglu tabele, a oni sa najvećom elektronegativnošću u gornjem desnom uglu, pri čemu se vrednost ove osobine povećava kroz periodni sistem duž kose crte kao što se vidi ispod:
Žuta strelica predstavlja trendpovećana elektronegativnost hemijskih elemenata duž periodnog sistema.
Efekat elektronegativnosti na molekule i zajednički elektroni se ne dele jednako. Najelektronegativniji atomi približavaju elektrone jedni drugima i akumuliraju njihove negativne električne naboje u svojoj blizini.
Slijedom toga, manje elektronegativni atomi su udaljeniji od elektrona iu njihovoj blizini, pozitivni naboji imaju tendenciju da prevladavaju.
Molekuli sa dva pola
Rezultat je da molekuli koji predstavljaju ovu karakteristiku razvijaju dva električna pola, negativan blizu najelektronegativnijeg atoma gdje su elektroni koncentrisani i drugi pozitivni pol, blizu najmanje elektronegativnog atoma, koji je udaljen od elektrona i time više dokaza o pozitivnim nabojima njegovih protona.
Jedan od najboljih primjera polarnog molekula je voda, koja veže dva atoma vodika i jedan kisik. Kako se kiseonik nalazi u gornjem desnom uglu tabele, on je jedan od hemijskih elemenata sa najvećom elektronegativnošću, koji gubi samo od fluora, koji se nalazi pored.
Pa, kiseonik je mnogo elektronegativniji od dva atoma vodonika, sa kojima deli dva elektronska para formirajući kovalentnu vezu. Na taj način kisik vuče zajedničke elektrone prema sebi, formirajući negativni električni pol sa svoje periferije, dok se oko atoma vodika formira pozitivni pol, koje gubi.borba za elektrone za svog elektronegativnijeg susjeda, kao što je prikazano ispod:
Voda je polarna molekula, u kojoj se elektronski oblaci (predstavljeni crvenom bojom) teže koncentrirati blizu najelektronegativnijeg elementa, kiseonika. Već, nepolarna molekula etana (ispod) pokazuje simetričnu distribuciju elektrona.
Slika iznad takođe ilustruje razliku između polarnog molekula poput vode i nepolarnog kao što je etan. U potonjem, dva atoma ugljika koji čine molekulu zajedno sa šest atoma vodika ne formiraju pozitivne i negativne polove zbog jednolike distribucije elektrona, što je posljedica ravnoteže elektronegativnosti.
Hydrogen Bonds
Jedan od efekata polariteta molekula je vodonična veza. Ovi mostovi nastaju kada pozitivni pol formiran od vodonika u jednom molekulu bude privučen negativnim polom drugog molekula koji je također polarni.
U slučaju vode, vodonik jednog molekula privlači kiseonik drugog, zbog njihovih suprotnih električnih polariteta, kao što je prikazano na sledećoj slici.
Vodikove veze se formiraju u vodi kada negativno polarizovani kiseonik privuče pozitivni pol formiran od strane vodonika drugog molekula vode.
Vodikove veze utiču na strukturu H2O i odgovorne su za neka od njegovih svojstavaneobično, kao što je činjenica da voda povećava zapreminu kada pređe iz tečnog u čvrsto stanje, za razliku od onoga što se dešava sa većinom supstanci koje smanjuju zapreminu tokom promene faze.
One su takođe vodonične veze koje daju vodi sposobnost da otapa soli i druge polarne supstance, čiji se molekuli ili joni odvajaju od prvobitne formacije da bi se poravnali prateći elektrostatičku privlačnost negativnog i pozitivnog pola kiseonika. Zbog toga je voda poznata kao univerzalni rastvarač.
