Chúng tôi giải thích liên kết cộng hóa trị là gì và một số đặc điểm của nó. Ngoài ra, các loại liên kết cộng hóa trị và ví dụ.
Liên kết cộng hóa trị là gì?
Một loại liên kết được gọi là cộng hóa trị Liên kết hóa học điều gì xảy ra khi hai nguyên tử được liên kết để tạo thành một phân tử, chia sẻ điện tử thuộc về vỏ hóa trị hoặc mức năng lượng cuối cùng của nó, do đó đạt đến "octet ổn định" nổi tiếng, theo "quy tắc octet" do Gilbert Newton Lewis đề xuất về tính ổn định điện tử của nguyên tử.
Các "quy tắc bát tử"Tình trạng ion của các nguyên tố hóa học nằm trong Bảng tuần hoàn, có xu hướng hoàn thành các mức năng lượng cuối cùng của chúng với 8 điện tử, và cấu hình điện tử này mang lại cho chúng sự ổn định tuyệt vời, rất giống cấu hình của các điện tử. khí trơ.
Các nguyên tử có liên kết cộng hóa trị chia sẻ một hoặc nhiều cặp electron từ mức năng lượng cuối cùng của chúng. Nó được gọi là quỹ đạo phân tử đến vùng không gian có mật độ electron trong phân tử.
Mật độ electron này có thể được xác định và tính toán bằng cách sử dụng các phương trình toán học rất phức tạp mô tả hoạt động của các electron trong phân tử. Mặt khác, cũng có các obitan nguyên tử, được định nghĩa là vùng không gian biểu thị xác suất tìm thấy electron xung quanh hạt nhân nguyên tử. Do đó, khi một số obitan nguyên tử kết hợp với nhau, các obitan phân tử được tạo ra.
Liên kết cộng hóa trị được hình thành bằng cách chia sẻ các electron giữa các nguyên tử liên kết, và chúng khác với liên kết ion trong đó ở chất sau có sự chuyển electron giữa các nguyên tử tham gia liên kết ion (không có electron nào được chia sẻ).
Để liên kết ion được hình thành, một nguyên tử chuyển một hoặc nhiều electron cho nguyên tử khác và liên kết được hình thành do tương tác tĩnh điện giữa cả hai nguyên tử mang điện, bởi vì khi sự chuyển electron xảy ra, một nguyên tử (nguyên tử đã cho electron ) nó được để lại với một điện tích dương (cation) và nguyên tử kia (nguyên tử nhận electron) bị để lại với một điện tích âm (anion).
Mặt khác, liên kết cộng hoá trị được hình thành giữa các nguyên tử không có hiệu số độ âm điện lớn. Liên kết này có thể được hình thành giữa các nguyên tử phi kim loại, hoặc giữa nguyên tử kim loại và hydro. Liên kết ion được hình thành giữa các ion của nguyên tử có hiệu số độ âm điện lớn và thường được hình thành giữa các ion của nguyên tử nguyên tố kim loại và các ion của nguyên tử nguyên tố phi kim loại.
Điều quan trọng là phải làm rõ rằng không có liên kết cộng hóa trị tuyệt đối, hoặc liên kết ion hoàn toàn. Trên thực tế, liên kết ion thường được xem như là sự "nói quá" của liên kết cộng hóa trị.
Các loại liên kết cộng hóa trị
Có các loại liên kết cộng hóa trị sau đây, dựa trên số lượng electron được chia sẻ bởi các nguyên tử liên kết:
- Giản dị. Các nguyên tử liên kết chia sẻ một cặp điện tử từ lớp vỏ điện tử cuối cùng của chúng (mỗi điện tử một). Nó được biểu diễn bằng một đường trong hợp chất phân tử. Ví dụ: H-H (Hydro-Hydro), H-Cl (Hydro-Clo).
- Gấp đôi. Các nguyên tử liên kết mỗi nguyên tử đóng góp hai electron từ lớp vỏ năng lượng cuối cùng của chúng, tạo thành một liên kết gồm hai cặp electron. Nó được biểu diễn bằng hai đường thẳng song song, một ở trên và một ở dưới, tương tự như dấu hiệu toán học của đẳng thức. Ví dụ: O = O (Oxy-Oxy), O = C = O (Oxy-Carbon-Oxygen).
- Nhân ba. Liên kết này được hình thành bởi ba cặp electron, tức là mỗi nguyên tử đóng góp 3 electron từ lớp năng lượng cuối cùng của nó. Nó được biểu thị bằng ba đường thẳng song song, một ở trên, một ở giữa và một ở dưới. Ví dụ: N≡N (Nitrogen-Nitrogen).
- Bản gốc. Một loại liên kết cộng hóa trị trong đó chỉ một trong hai nguyên tử có liên kết đóng góp hai electron và nguyên tử còn lại thì không. Nó được biểu diễn bằng một mũi tên trong hợp chất phân tử. Ví dụ ion amoni:
Mặt khác, tùy theo sự có hay không có cực (tính chất của một số phân tử để phân tách các điện tích trong cấu trúc của chúng), có thể phân biệt giữa liên kết cộng hóa trị có cực (tạo thành phân tử có cực) và liên kết cộng hóa trị không cực (dạng đó phân tử không phân cực). phân cực):
- Liên kết cộng hóa trị có cực. Các nguyên tử khác nhau các yếu tố và với hiệu số độ âm điện trên 0,5. Như vậy, phân tử sẽ có mật độ điện tích âm trên nguyên tử có độ âm điện lớn nhất, vì nguyên tử này hút các điện tử của liên kết với lực lớn hơn, trong khi mật độ điện tích dương sẽ còn trên nguyên tử có độ âm điện nhỏ hơn. Sự phân tách mật độ điện tích tạo ra các lưỡng cực điện từ.
- Liên kết cộng hóa trị không cực. Các nguyên tử của cùng một nguyên tố là liên kết, hoặc của các nguyên tố khác nhau nhưng có độ âm điện giống nhau, với hiệu số độ âm điện nhỏ hơn 0,4. Đám mây electron bị hút với cường độ bằng nhau bởi cả hai hạt nhân và một lưỡng cực phân tử không hình thành.
Ví dụ về liên kết cộng hóa trị
Các ví dụ đơn giản về liên kết cộng hóa trị là liên kết xảy ra trong các phân tử sau:
- Oxy tinh khiết (O2). O = O (một liên kết đôi)
- Hiđro tinh khiết (H2). H-H (một liên kết duy nhất)
- Cạc-bon đi-ô-xít (CO2). O = C = O (hai liên kết đôi)
- Nước uống (H2O). H-O-H (hai liên kết đơn)
- Axit clohydric (HCl). H-Cl (một liên kết đơn)
- Nitơ tinh khiết (N2). N≡N (một liên kết ba)
- Axit hydrocyanic (HCN). H-C≡N (một liên kết đơn và một liên kết ba)