Kovalent bindning
Kovalenta bindningar är kemiska bindningar mellan två atomer som inte är metaller. Ett exempel är vatten, där väte (H) och syre (O) binds samman till (H2O). Ett fullt yttre skal har vanligtvis åtta elektroner, eller två i fallet med väte eller helium. Valenceelektroner är de elektroner som hålls jämförelsevis löst i atomens yttre skal. Elektronskalens struktur bestäms av kvantmekaniken).
Antalet elektroner i en atom bestäms av antalet protoner i atomen. Elektroner kretsar kring atomkärnor, och de är som luddiga banor runt en atomkärna. Det första lagret har upp till två elektroner. De efterföljande lagren innehåller vanligtvis upp till åtta. Kovalenta bindningar bildas genom att atomer delar valenceelektroner.
Om en atom till exempel hade nio elektroner, skulle de två första kretsa mycket nära kärnan och de sju följande kretsa lite längre bort. De sju yttersta elektronerna är mindre fasthållna än de två innersta elektronerna eftersom de befinner sig längre bort från den positivt laddade kärnan. Om den här atomen kommer nära en annan atom med en löst hållen elektron i sitt yttre skal, blir en ny bana tillgänglig för den löst hållna elektronen. Denna nya elektronbanebana är bunden till båda atomkärnorna och har en lägre energinivå än den ursprungliga elektronbanebanan. Elektronen kan spontant hoppa dit och avge en foton med överskottsenergin. Nu har vi en elektron som kretsar kring båda atomerna vilket resulterar i att den atom som gav elektronen en liten positiv nettoladdning och den andra atomen en liten negativ nettoladdning. De två atomerna hålls nu samman av den elektromagnetiska attraktionskraften mellan positiva och negativa laddningar. Detta kallas en kovalent bindning. För att bryta denna bindning krävs samma mängd energi som frigjordes när den bildades.
En vattenmolekyl består av en syreatom och två väteatomer som hålls samman av en kovalent bindning. I detta fall delar syreatomen en elektron med varje väteatom. Detta innebär att syreatomerna har en liten positiv nettoladdning och väteatomerna en liten negativ nettoladdning. Som ett resultat av detta dras syre- och väteatomerna till varandra på grund av den elektromagnetiska kraften. På grund av detta är vattenmolekylen en polär molekyl: dess laddning är inte jämnt fördelad.
Kovalenta bindningar i vatten (H2O)
Typer av kovalenta bindningar
Atomorbitaler (utom s-orbitaler) skapar olika typer av kovalenta bindningar:
- Sigmabindningar (σ) är de starkaste kovalenta bindningarna. De har en överlappning av orbitaler på två olika atomer. En enkel bindning är vanligtvis en σ-bindning.
- Pi-bindningar (π-bindningar) är svagare och beror på lateral överlappning mellan p- (eller d-) orbitaler.
- En dubbelbindning mellan två givna atomer har en σ- och en π-bindning, och
- En trippelbindning har en σ- och två π-bindningar.
Kovalenta bindningar är svagare än joniska bindningar och har en lägre smältpunkt. De är också generellt sett dåliga ledare för elektricitet och värme.
Bindningslängd
I kemi är bindningslängd ett mått på storleken av en kovalent bindning. Eftersom molekyler är mycket små mäts de i pikometer, eller ungefär en miljondels miljarddels meter.
Molekylernas kemi förklaras främst av deras bindningar, och bindningarna beror på deras elektronstruktur.
Ritning av bensen. Bindningslängder och bindningsvinklar visas.
Relaterade sidor
- Valency
Frågor och svar
F: Vad är en kovalent bindning?
S: En kovalent bindning är en kemisk bindning mellan två atomer som inte är metaller, där atomerna delar valenselektroner. Detta skapar en elektronorbital som är bunden till båda atomkärnorna och som har en lägre energinivå än den ursprungliga elektronorbitalen. Som ett resultat av detta har den atom som tillhandahöll elektronen en liten positiv nettoladdning och den andra atomen har en liten negativ nettoladdning, som hålls samman av en elektromagnetisk attraktionskraft mellan positiva och negativa laddningar.
F: Hur många elektroner har en atom vanligtvis i sitt yttre skal?
S: En atoms yttre skal innehåller vanligtvis upp till åtta elektroner, eller två i fallet med väte eller helium.
Fråga: Vad bestämmer antalet elektroner i en atom?
S: Antalet elektroner i en atom bestäms av antalet protoner i atomen.
F: Hur bildas kovalenta bindningar?
S: Kovalenta bindningar bildas när atomer kommer nära varandra och en löst hållen elektron från den ena atomen hoppar in i en ny orbital som är bunden till båda atomkärnorna med en lägre energinivå än tidigare. Detta resulterar i att en atom har en liten positiv nettoladdning och en annan atom har en liten negativ nettoladdning, vilket skapar en elektromagnetisk attraktionskraft mellan dem.
F: Vilken typ av molekyl är vatten?
S: Vattenmolekyler består av en syreatom och två väteatomer som hålls samman av kovalenta bindningar, vilket gör den till en polär molekyl eftersom dess laddning inte är jämnt fördelad.
Fråga: Var kretsar elektroner runt atomkärnor?
S: Elektroner kretsar runt atomkärnor som oklara banor.