IKKE-POLÆR KOVALENT BINDING: KARAKTERISTIKA, DANNELSE, TYPER - KEMI - 2025

En ikke-polær kovalent binding er en type kemisk binding, hvor to atomer, der har lignende elektronegativiteter, deler elektroner til dannelse af et molekyle.

Denne type binding er fundet i et stort antal forbindelser, der har forskellige karakteristika og findes mellem de to nitrogenatomer, der danner de gasformige arter (N ₂), og mellem carbon- og hydrogenatomer, der holder metangas molekyle sammen. (CH ₄), f.eks.

Ikke-polær kovalent binding af methan. Af CNX OpenStax, via Wikimedia Commons

Det er kendt som elektronegativitet for egenskaben, som kemiske elementer besidder, der henviser til, hvor stor eller lille er disse atomarters evne til at tiltrække elektrondensitet mod hinanden.

Polariteten af ​​de ikke-polære kovalente bindinger adskiller sig i atomernes elektronegativitet med mindre end 0,4 (som indikeret af Pauling-skalaen). Hvis det var større end 0,4 og mindre end 1,7, ville det være en polær kovalent binding, mens hvis den var større end 1,7, ville det være en ionisk binding.

Det skal bemærkes, at atomeners elektronegativitet kun beskriver dem, der er involveret i en kemisk binding, det vil sige når de er en del af et molekyle.

Generelle karakteristika for den ikke-polære kovalente binding

Udtrykket "ikke-polær" karakteriserer molekyler eller bindinger, der ikke udviser nogen polaritet. Når et molekyle er ikke-polært, kan det betyde to ting:

-Dens atomer er ikke forbundet med polære bindinger.

-Det har polære bindinger, men disse er orienteret på en så symmetrisk måde, at hver enkelt annullerer det andet dipolmoment.

Af Jacek FH fra Wikimedia Commons

Tilsvarende er der et stort antal stoffer, hvor deres molekyler forbliver bundet sammen i strukturen af ​​forbindelsen, hvad enten det er i væske-, gas- eller fast fase.

Når dette sker skyldes det i vid udstrækning de såkaldte van der Waals kræfter eller interaktioner ud over de temperatur- og trykforhold, hvor den kemiske reaktion finder sted.

Disse typer interaktioner, der også forekommer i polære molekyler, forekommer på grund af bevægelse af subatomære partikler, hovedsageligt elektroner, når de bevæger sig mellem molekyler.

På grund af dette fænomen kan elektronerne i løbet af få øjeblikke ophobes i den ene ende af den kemiske art, koncentrere sig i specifikke områder af molekylet og give det en slags delvis ladning, generere visse dipoler og få molekylerne til at forblive ganske tæt på hinanden. på hinanden.

Polaritet og symmetri

Imidlertid dannes denne lille dipol ikke i forbindelser, der er forbundet med ikke-polære kovalente bindinger, fordi forskellen mellem deres elektronegativiteter praktisk taget er nul eller helt nul.

For molekyler eller bindinger, der består af to lige atomer, det vil sige, når deres elektronegativiteter er identiske, er forskellen mellem dem nul.

I denne forstand klassificeres bindinger som ikke-polær kovalent, når forskellen i elektronegativiteter mellem de to atomer, der udgør bindingen, er mindre end 0,5.

Tværtimod, når denne subtraktion resulterer i en værdi mellem 0,5 og 1,9, karakteriseres den som polær kovalent. Mens denne forskel resulterer i et tal, der er større end 1,9, betragtes den bestemt som en binding eller forbindelse af polær karakter.

Så denne type kovalente bindinger dannes takket være delingen af ​​elektroner mellem to atomer, der giver lige meget op til deres elektrondensitet.

Af denne grund, udover arten af ​​de atomer, der er involveret i denne interaktion, har de molekylære arter, der er forbundet med denne type binding, en tendens til at være ganske symmetriske, og derfor er disse bindinger normalt ret stærke.

Hvordan dannes den ikke-polære kovalente binding?

Generelt stammer kovalente bindinger, når et par atomer deltager i delingen af ​​elektronpar, eller når fordelingen af ​​elektrondensitet er ligeligt mellem begge atomart.

Lewis-modellen beskriver disse fagforeninger som interaktioner, der har et dobbelt formål: De to elektroner er delt mellem paret involveret atomer og på samme tid udfylder det yderste energiniveau (valensskal) for hver af dem, hvilket giver dem større stabilitet.

Da denne type binding er baseret på forskellen i elektronegativiteter mellem de atomer, der udgør den, er det vigtigt at vide, at elementerne med den højeste elektronegativitet (eller mere elektronegativ) er dem, der tiltrækker elektroner mest stærk mod hinanden.

Denne egenskab har tendensen til at stige i den periodiske tabel i venstre / højre retning og i en stigende retning (bottom-up), så elementet, der betragtes som det mindst elektroniske element i det periodiske system, er francium (ca. 0,7) og den med den højeste elektronegativitet er fluor (ca. 4,0).

Disse bindinger forekommer oftest mellem to atomer, der hører til ikke-metaller eller mellem et ikke-metallisk og et atom af en metalloid art.

Orden og energi

Fra et mere internt synspunkt, hvad angår energiinteraktioner, kan det siges, at et par atomer tiltrækker hinanden og danner en binding, hvis denne proces resulterer i et fald i systemets energi.

Ligeledes når de givne betingelser favoriserer, at de atomer, der interagerer, tiltrækker hinanden, kommer de nærmere, og det er når bindingen produceres eller dannes; så længe denne fremgangsmåde og den efterfølgende sammenslutning involverer en konfiguration, der har mindre energi end den oprindelige arrangement, hvor atomerne blev adskilt.

Den måde, hvorpå atomarter kombineres til dannelse af molekyler, er beskrevet af oktetreglen, som blev foreslået af den amerikanskfødte fysikokemiker Gilbert Newton Lewis.

Denne berømte regel siger hovedsageligt, at et andet atom end brint har en tendens til at binde, indtil det er omgivet af otte elektroner i dets valensskal.

Dette betyder, at den kovalente binding kommer fra, når hvert atom mangler nok elektroner til at fylde sin oktet, det er når de deler deres elektroner.

For at opnå stabilitet i CO2-strukturen kræves carbonatomet at danne to dobbeltbindinger med hvert iltatom og således opfylde oktetreglen.

Denne regel har sine undtagelser, men generelt set afhænger den af ​​arten af ​​de elementer, der er involveret i linket.

Typer af elementer, der danner den ikke-polære kovalente binding

Når der dannes en ikke-polær kovalent binding, kan to atomer af det samme element eller forskellige elementer forbindes ved at dele elektroner fra deres yderste energiniveau, hvilket er hvad der er tilgængeligt for at danne bindinger.

Når denne kemiske sammenslutning finder sted, har hvert atom en tendens til at erhverve den mest stabile elektroniske konfiguration, som er den, der svarer til ædelgasserne. Så hvert atom "søger" generelt at opnå den nærmeste ædelgasskonfiguration på det periodiske system, enten med færre eller flere elektroner end dets oprindelige konfiguration.

Så når to atomer af det samme element går sammen og danner en ikke-polær kovalent binding, skyldes det, at denne forening giver dem en mindre energisk og derfor mere stabil konfiguration.

Den enkleste eksempel på denne type er, at hydrogengas (H ₂), selv om andre eksempler er gasser oxygen (O ₂) og kvælstof (N ₂).

To identiske hydrogenatomer, hvori paret af elektroner tiltrækker på samme måde, hvilket resulterer i, at der ikke er nogen polaritet i bindingen.

Ikke-polære kovalente bindinger af forskellige atomer

En ikke-polær binding kan også dannes mellem to ikke-metalliske elementer eller en metalloid og et ikke-metallisk element.

I det første tilfælde består de ikke-metalliske elementer af dem, der hører til en udvalgt gruppe i det periodiske system, blandt dem er halogener (jod, brom, klor, fluor), ædelgasser (radon, xenon, krypton argon, neon, helium) og et par andre, såsom svovl, fosfor, nitrogen, ilt, kulstof, blandt andre.

Et eksempel på disse er foreningen af ​​kulstof- og brintatomer, som er grundlaget for de fleste organiske forbindelser.

I det andet tilfælde er metalloider dem, der har mellemliggende egenskaber mellem ikke-metaller og arten, der hører til metaller i den periodiske tabel. Blandt disse er: germanium, bor, antimon, tellur, silicium, blandt andre.

eksempler

Det kan siges, at der er to typer kovalente bindinger. Selv om disse i praksis ikke har nogen forskel mellem dem, er disse:

-Når identiske atomer danner en binding.

-Når to forskellige atomer mødes for at danne et molekyle.

Mellem identiske atomer

I tilfælde af ikke-polære kovalente bindinger, der forekommer mellem to identiske atomer, betyder elektronegativiteten af ​​hver ikke rigtig noget, fordi de altid vil være nøjagtigt den samme, så forskellen i elektronegativiteter vil altid være nul.

Dette er tilfældet med gasformige molekyler såsom brint, ilt, nitrogen, fluor, chlor, brom, iod.

Ikke-polær kovalent binding af to identiske oxygenatomer.

Mellem forskellige atomer

Tværtimod, når de er fagforeninger mellem forskellige atomer, skal deres elektronegativiteter tages i betragtning for at klassificere dem som ikke-polære.

Dette er tilfældet med metanmolekylet, hvor dipolmomentet, der dannes i hver carbon-hydrogenbinding, annulleres af symmetriårsager. Dette betyder manglen på adskillelse af ladninger, så de ikke kan interagere med polære molekyler som vand, hvilket gør disse molekyler og andre polære kulbrinter hydrofobe.

Andre ikke-polære molekyler er: carbontetrachlorid (CCU ₄), pentan (C ₅ H ₁₂), ethylen (C ₂ H ₄), kuldioxid (CO ₂), benzen (C ₆ H ₆) og toluen (C ₇ H ₈).

Ikke-polær kovalent binding af kuldioxid.

Referencer

1. Bettelheim, FA, Brown, WH, Campbell, MK, Farrell, SO og Torres, O. (2015). Introduktion til generel, organisk og biokemi. Gendannes fra books.google.co.ve
2. LibreTexts. (Sf). Kovalente bindinger. Hentet fra chem.libretexts.org
3. Brown, W., Foote, C., Iverson, B., Anslyn, E. (2008). Organisk kemi. Gendannes fra books.google.co.ve
4. ThoughtCo. (Sf). Eksempler på polære og ikke-polære molekyler. Hentet fra thoughtco.com
5. Joesten, MD, Hogg, JL og Castellion, ME (2006). The World of Chemistry: Essentials: Essentials. Gendannes fra books.google.co.ve
6. Wikipedia. (Sf). Kovalent binding. Hentet fra en.wikipedia.org