IKKE-POLÆR KOVALENT BINDING: KJENNETEGN, FORMASJON, TYPER - KJEMI - 2026

En ikke-polær kovalent binding er en type kjemisk binding der to atomer som har lignende elektronegativiteter deler elektroner for å danne et molekyl.

Denne typen binding finnes i et stort antall forbindelser som har forskjellige egenskaper, og blir funnet mellom de to nitrogenatomer som danner gassartene (N ₂ ), og mellom karbon- og hydrogenatomer som holder metangassmolekylet sammen. (CH ₄ ), for eksempel.

Ikke-polær kovalent binding av metan. Av CNX OpenStax, via Wikimedia Commons

Det er kjent som elektronegativitet for egenskapen som kjemiske elementer besitter som refererer til hvor stor eller liten er evnen til disse atomartene til å tiltrekke elektrontetthet mot hverandre.

Polariteten til de ikke-polare kovalente bindinger er forskjellig i elektronegativiteten til atomene med mindre enn 0,4 (som indikert av Pauling-skalaen). Hvis det var større enn 0,4 og mindre enn 1,7 ville det være en polær kovalent binding, mens hvis den var større enn 1,7 ville det være en ionebinding.

Det skal bemerkes at atatomers elektronegativitet kun beskriver de som er involvert i en kjemisk binding, det vil si når de er en del av et molekyl.

Generelle egenskaper for den ikke-polare kovalente bindingen

Begrepet "ikke-polær" karakteriserer molekyler eller bindinger som ikke viser noen polaritet. Når et molekyl er ikke-polært kan det bety to ting:

-Dens atomer er ikke knyttet av polare bindinger.

-Det har bindinger av polartypen, men disse har blitt orientert på en så symmetrisk måte at hver av dem kansellerer dipolmomentet til den andre.

Av Jacek FH, fra Wikimedia Commons

Tilsvarende er det et stort antall stoffer der molekylene deres forblir bundet sammen i strukturen til forbindelsen, enten det er i væske-, gass- eller fast fase.

Når dette skjer skyldes det i stor grad de såkalte van der Waals-kreftene eller interaksjoner, i tillegg til temperatur- og trykkforholdene der den kjemiske reaksjonen finner sted.

Disse typer interaksjoner, som også forekommer i polare molekyler, oppstår på grunn av bevegelse av subatomære partikler, hovedsakelig elektroner når de beveger seg mellom molekyler.

På grunn av dette fenomenet, i løpet av et øyeblikk, kan elektroner samle seg i den ene enden av den kjemiske arten, konsentrere seg i spesifikke områder av molekylet og gi det en slags delvis ladning, generere visse dipoler og få molekylene til å holde seg ganske nær hverandre. på hverandre.

Polaritet og symmetri

Imidlertid dannes ikke denne lille dipolen i forbindelser forbundet med ikke-polare kovalente bindinger, fordi forskjellen mellom deres elektronegativiteter praktisk talt er null eller fullstendig null.

Når det gjelder molekyler eller bindinger som består av to like atomer, det vil si når deres elektronegativiteter er identiske, er forskjellen mellom dem null.

I denne forstand blir obligasjoner klassifisert som ikke-polar kovalent når forskjellen i elektronegativiteter mellom de to atomer som utgjør bindingen er mindre enn 0,5.

Tvert imot, når denne subtraksjonen resulterer i en verdi mellom 0,5 og 1,9, karakteriseres den som polar kovalent. Mens denne forskjellen resulterer i et tall større enn 1,9, regnes den definitivt som en binding eller forbindelse av polar karakter.

Så, denne typen kovalente bindinger dannes takket være delingen av elektroner mellom to atomer som gir opp deres elektrontetthet likt.

Av denne grunn, i tillegg til naturen til atomene som er involvert i denne interaksjonen, har molekylærartene som er koblet av denne typen binding en tendens til å være ganske symmetriske, og derfor er disse bindingene vanligvis ganske sterke.

Hvordan dannes den ikke-polare kovalente bindingen?

Generelt stammer kovalente bindinger når et par atomer deltar i delingen av elektronpar, eller når fordelingen av elektrontetthet er likt mellom begge atomartene.

Lewis-modellen beskriver disse fagforeningene som interaksjoner som har et dobbelt formål: de to elektronene er delt mellom paret involverte atomer, og fyller samtidig det ytterste energinivået (valensskallet) til hver av dem, og gir dem større stabilitet.

Siden denne typen binding er basert på forskjellen i elektronegativiteter mellom atomene som utgjør den, er det viktig å vite at elementene med den høyeste elektronegativiteten (eller mer elektronegative) er de som tiltrekker elektronene sterkest mot hverandre.

Denne egenskapen har en tendens til å øke i det periodiske systemet i venstre-høyre retning og i en stigende retning (nedenfra og opp), slik at elementet som regnes som det minste elektronegativet av det periodiske systemet er francium (ca. 0,7 ) og den med den høyeste elektronegativiteten er fluor (ca. 4,0).

Disse bindingene forekommer oftest mellom to atomer som tilhører ikke-metaller eller mellom et ikke-metallisk og et atom av metalloid karakter.

Bestilling og energi

Fra et mer internt synspunkt, når det gjelder energiinteraksjoner, kan det sies at et par atomer tiltrekker hverandre og danner en binding hvis denne prosessen resulterer i en nedgang i energien i systemet.

På samme måte når de gitte forhold favoriserer at atomene som interagerer, tiltrekker hverandre, kommer de nærmere, og det er når bindingen blir produsert eller dannet; så lenge denne tilnærmingen og den påfølgende koblingen involverer en konfigurasjon som har mindre energi enn den opprinnelige anordningen, der atomene ble separert.

Hvordan atomarter kombineres for å danne molekyler er beskrevet av oktettregelen, som ble foreslått av den amerikanskfødte fysikjemekeren Gilbert Newton Lewis.

Denne berømte regelen sier i hovedsak at et annet atom enn hydrogen har en tendens til å binde seg til det er omgitt av åtte elektroner i valensskallet.

Dette betyr at den kovalente bindingen oppstår når hvert atom mangler nok elektroner til å fylle oktetten, det vil si når de deler elektronene sine.

For å oppnå stabilitet i CO2-strukturen, er karbonatomet nødvendig for å danne to dobbeltbindinger med hvert oksygenatom, og dermed oppfylle oktettregelen.

Denne regelen har sine unntak, men generelt sett avhenger den av arten av elementene som er involvert i lenken.

Typer elementer som danner den ikke-polare kovalente bindingen

Når en ikke-polær kovalent binding dannes, kan to atomer med samme element eller forskjellige elementer forbindes ved å dele elektroner fra deres ytterste energinivå, som er de tilgjengelige for å danne bindinger.

Når denne kjemiske forening skjer, har hvert atom en tendens til å oppnå den mest stabile elektroniske konfigurasjonen, som er den som tilsvarer edle gasser. Så hvert "søker" generelt å oppnå den nærmeste edelgass-konfigurasjonen på det periodiske bordet, enten med færre eller flere elektroner enn den opprinnelige konfigurasjonen.

Når to atomer av samme element blir sammen for å danne en ikke-polær kovalent binding, er det fordi denne foreningen gir dem en mindre energisk og derfor mer stabil konfigurasjon.

Det enkleste eksempel på denne type er det av hydrogengass (H ₂ ), selv om andre eksempler er de gasser som oksygen (O ₂ ) og nitrogen (N ₂ ).

To identiske hydrogenatomer som elektronparet tiltrekker seg på samme måte, noe som resulterer i at det ikke er polaritet i bindingen.

Ikke-polare kovalente bindinger av forskjellige atomer

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

I det første tilfellet består de ikke-metalliske elementene av de som tilhører en utvalgt gruppe i den periodiske tabellen, blant dem er halogener (jod, brom, klor, fluor), edle gasser (radon, xenon, krypton argon, neon, helium) og noen få andre som svovel, fosfor, nitrogen, oksygen, karbon, blant andre.

Et eksempel på disse er foreningen av karbon og hydrogenatomer, som er grunnlaget for de fleste organiske forbindelser.

I det andre tilfellet er metalloider de som har mellomliggende egenskaper mellom ikke-metaller og artene som tilhører metaller i det periodiske systemet. Blant disse er: germanium, bor, antimon, tellur, silisium, blant andre.

eksempler

Det kan sies at det er to typer kovalente bindinger. Selv om disse i praksis ikke har noen forskjell mellom seg, er disse:

-Når identiske atomer danner en binding.

-Når to forskjellige atomer møtes for å danne et molekyl.

Mellom identiske atomer

Når det gjelder ikke-polære kovalente bindinger som oppstår mellom to identiske atomer, betyr ikke elektronegativiteten til hver enkelt noe, for de vil alltid være nøyaktig den samme, så forskjellen i elektronegativiteter vil alltid være null.

Dette er tilfelle av gassformede molekyler som hydrogen, oksygen, nitrogen, fluor, klor, brom, jod.

Ikke-polær kovalent binding av to identiske oksygenatomer.

Mellom forskjellige atomer

Tvert imot, når de er fagforeninger mellom forskjellige atomer, må deres elektronegativiteter tas med i betraktningen for å klassifisere dem som ikke-polære.

Dette er tilfellet for metanmolekylet, der dipolmomentet som dannes i hver karbon-hydrogenbinding avbrytes av symmetrihensyn. Dette betyr mangelen på separasjon av ladninger, slik at de ikke kan samhandle med polare molekyler som vann, noe som gjør disse molekylene og andre polare hydrokarboner hydrofobe.

Andre ikke-polare molekyler er: karbontetraklorid (CCl ₄ ), pentan (C ₅ H ₁₂ ), etylen (C ₂ H ₄ ), karbondioksyd (CO ₂ ), benzen (C ₆ H ₆ ) og toluen (C ₇ H ₈ ).

Ikke-polær kovalent binding av karbondioksid.

referanser

1. Bettelheim, FA, Brown, WH, Campbell, MK, Farrell, SO og Torres, O. (2015). Introduksjon til generell, organisk og biokjemi. Gjenopprettet 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 kjemi. Gjenopprettet fra books.google.co.ve
4. ThoughtCo. (SF). Eksempler på polare og ikke-polare molekyler. Hentet fra thoughtco.com
5. Joesten, MD, Hogg, JL og Castellion, ME (2006). The World of Chemistry: Essentials: Essentials. Gjenopprettet fra books.google.co.ve
6. Wikipedia. (SF). Kovalent binding. Hentet fra en.wikipedia.org