INTERATOMISKE LENKER: KJENNETEGN OG TYPER - KJEMI - 2026

Den interatomiske bindingen er den kjemiske bindingen som dannes mellom atomer for å produsere molekyler. Selv om forskere i dag generelt er enige om at elektronene ikke kretser rundt kjernen, trodde man gjennom historien at hvert elektron kretset rundt kjernen til et atom i et eget skall.

I dag har forskere konkludert med at elektronene svever over bestemte områder av atomet og ikke danner baner, men valensskalet brukes fremdeles for å beskrive tilgjengeligheten til elektroner.

Figur 1: atomer som interagerer med hverandre gjennom kjemiske bindinger.

Linus Pauling bidro til den moderne forståelsen av kjemisk binding ved å skrive boken "The Nature of Chemical Bonding" der han samlet ideer fra Sir Isaac Newton, Étienne François Geoffroy, Edward Frankland og spesielt Gilbert N. Lewis.

I den koblet han kvantemekanikkens fysikk med den kjemiske naturen til de elektroniske interaksjonene som oppstår når kjemiske bindinger blir dannet.

Paulings arbeid konsentrerte seg om å fastslå at ekte ioniske bindinger og kovalente bindinger ligger i endene av et bindingsspekter, og at de fleste kjemiske bindinger er klassifisert mellom disse ytterpunktene.

Pauling videreutviklet en glidende skala av bondetype styrt av elektronegativiteten til atomene som er involvert i bindingen.

Paulings enorme bidrag til vår moderne forståelse av kjemisk binding førte til at han ble tildelt Nobelprisen fra 1954 for "forskning på arten av kjemisk binding og dens anvendelse for å belyse strukturen til komplekse stoffer."

Levende ting består av atomer, men i de fleste tilfeller flyter ikke atomene bare individuelt. I stedet samhandler de normalt med andre atomer (eller grupper med atomer).

Atomer kan for eksempel kobles sammen med sterke bindinger og organiseres i molekyler eller krystaller. Eller de kan danne midlertidige, svake bindinger med andre atomer som kolliderer med dem.

Både de sterke bindingene som binder molekyler og de svake bindingene som skaper midlertidige forbindelser, er avgjørende for kjemien i kroppene våre og for livets eksistens.

Atomer har en tendens til å organisere seg i de mest stabile mønstre som mulig, noe som betyr at de har en tendens til å fullføre eller fylle sine ytterste elektronbaner.

De binder seg til andre atomer for å gjøre nettopp det. Kraften som holder atomer sammen i samlinger kjent som molekyler er kjent som en kjemisk binding.

Typer av interatomiske kjemiske bindinger

Metallisk binding

Den metalliske bindingen er kraften som holder atomene sammen i et rent metallisk stoff. Et slikt fast stoff består av tettpakkede atomer.

I de fleste tilfeller overlapper det ytterste elektronskallet til hvert av metallatomer med et stort antall nabomater. Som en konsekvens beveger valenselektroner seg kontinuerlig fra atom til atom og er ikke assosiert med noe spesifikt par atomer.

Figur 2: illustrasjon av en metallisk binding

Metaller har flere egenskaper som er unike, for eksempel evnen til å lede elektrisitet, lav ioniseringsenergi og lav elektronegativitet (slik at de lett gir opp elektroner, det vil si at de er kationer).

Deres fysiske egenskaper inkluderer et blankt (blankt) utseende, og de er formbare og behagelig. Metaller har en krystallinsk struktur. Imidlertid er metaller også formbare og smidige.

På 1900-tallet kom Paul Drüde opp med elektronsjøteorien ved å modellere metaller som en blanding av atomkjerner (atomkjerner = positive kjerner + indre elektronskall) og valenselektroner.

I denne modellen er valenselektronene frie, delokaliserte, mobile og ikke assosiert med noe bestemt atom.

Ionisk binding

Ioniske bindinger er elektrostatisk. De oppstår når et element med en positiv ladning forbinder et med en negativ ladning ved coulombiske interaksjoner.

Elementer med lav ioniseringsenergi har en tendens til å miste elektroner lett, mens elementer med høy elektronaffinitet har en tendens til å få dem til å produsere henholdsvis kationer og anioner, som er det som danner ioniske bindinger.

Forbindelser som viser ioniske bindinger danner ioniske krystaller der positive og negativt ladede ioner svinger nær hverandre, men det er ikke alltid en direkte 1-1-korrelasjon mellom positive og negative ioner.

Ioniske bindinger kan typisk brytes gjennom hydrogenering, eller tilsetning av vann til en forbindelse.

Stoffer som holdes sammen av ioniske bindinger (som natriumklorid), kan ofte skilles ut i ekte ladede ioner når en ytre kraft virker på dem, for eksempel når den blir oppløst i vann.

Videre, i fast form, blir ikke individuelle atomer tiltrukket av en individuell nabo, men danner i stedet kjempenettverk som blir tiltrukket av hverandre ved elektrostatisk interaksjon mellom kjernen i hvert atom og nabovalenselektroner.

Den attraktive kraften mellom nærliggende atomer gir joniske faste stoffer en ekstremt ryddig struktur kjent som et ionisk gitter, hvor motsatt ladede partikler stemmer overens med hverandre for å skape en tett bundet stiv struktur.

Figur 3: natriumkloridkrystall

Kovalent binding

Kovalent binding skjer når par av elektroner deles av atomer. Atomer vil binde kovalent med andre atomer for å oppnå mer stabilitet, noe som oppnås ved å danne et komplett elektronskall.

Ved å dele sine ytterste (valens) elektroner, kan atomer fylle det ytre skallet sitt med elektroner og få stabilitet.

Figur 4: Lewis-diagram over den kovalente bindingen til nitrogenmolekylet

Selv om atomer sies å dele elektroner når de danner kovalente bindinger, deler de ofte ikke elektronene like. Først når to atomer med samme element danner en kovalent binding, deles de delte elektronene faktisk likt mellom atomene.

Når atomer i forskjellige elementer deler elektroner gjennom kovalent binding, vil elektronet bli trukket videre mot atomet med den høyeste elektronegativitet, noe som resulterer i en polar kovalent binding.

Sammenlignet med ioniske forbindelser har kovalente forbindelser vanligvis et lavere smelte- og kokepunkt og har mindre tendens til å oppløses i vann.

Kovalente forbindelser kan være i gass, væske eller fast tilstand og leder ikke strøm eller varme godt.

Hydrogenbindinger

Figur 5: hydrogenbindinger mellom to vannmolekyler

Hydrogenbindinger eller hydrogenbindinger er svake interaksjoner mellom et hydrogenatom festet til et elektronegativt element med et annet elektronegativt element.

I en polar kovalent binding som inneholder hydrogen (for eksempel en OH-binding i et vannmolekyl), vil hydrogenet ha en liten positiv ladning fordi bindingselektronene trekkes sterkere mot det andre elementet.

På grunn av denne svake positive ladningen, vil hydrogen bli tiltrukket av eventuelle nærliggende negative ladninger.

Lenker til Van der Waals

De er relativt svake elektriske krefter som tiltrekker nøytrale molekyler til hverandre i gasser, i flytende og størkne gasser, og i nesten alle organiske og faste væsker.

Kreftene er oppkalt etter den nederlandske fysikeren Johannes Diderik van der Waals, som i 1873 først postulerte disse intermolekylære kreftene i utviklingen av en teori for å forklare egenskapene til reelle gasser.

Van der Waals-krefter er et generelt begrep som brukes til å definere tiltrekningen av intermolekylære krefter mellom molekyler.

Det er to klasser av Van der Waals-styrker: London Scattering Forces som er svake og sterkere dipol-dipol-krefter.

referanser

1. Anthony Capri, AD (2003). Kjemisk binding: The Chemical of the Chemical Bonding. Hentet fra visionlearning visionlearning.com
2. Camy Fung, NM (2015, 11. august). Kovalente bindinger. Hentet fra chem.libretexts chem.libretexts.org
3. Clark, J. (2017, 25. februar). Metallisk liming. Hentet fra chem.libretexts chem.libretexts.org
4. Encyclopædia Britannica. (2016, 4. april). Metallisk binding. Hentet fra britannica britannica.com.
5. Encyclopædia Britannica. (2016, 16. mars). Van der Waals styrker. Hentet fra britannica britannica.com
6. Kathryn Rashe, LP (2017, 11. mars). Van der Waals styrker. Hentet fra chem.libretexts chem.libretexts.org.
7. Khan, S. (SF). Kjemiske bindinger. Hentet fra khanacademy khanacademy.org.
8. Martinez, E. (2017, 24. april). Hva er atombinding? Hentet fra sciencing sciencing.com.
9. Wyzant, Inc. (SF). Obligasjoner. Hentet fra wyzant wyzant.com.