Toli gražu ne paskutinį vaidmenį pasaulio organizavimo cheminiame lygmenyje atlieka struktūrinių dalelių sujungimo, tarpusavio ryšio metodas. Didžioji dauguma paprastų medžiagų, būtent nemetalai, turi kovalentinį nepolinį ryšį, išskyrus inertines dujas. Grynos formos metalai turi ypatingą sujungimo būdą, kuris realizuojamas laisviesiems elektronams kristalinėje gardelėje.
Visos sudėtingos medžiagos (išskyrus kai kurias organines) turi kovalentinius polinius cheminius ryšius. Šių junginių rūšys ir pavyzdžiai bus aptarti toliau. Tuo tarpu būtina išsiaiškinti, kuri atomo charakteristika turi įtakos jungties poliarizacijai.
Elektronegatyvumas
Atomai, tiksliau, jų branduoliai (kurie, kaip žinome, yra teigiamai įkrauti), turi savybę pritraukti ir išlaikyti elektronų tankį, ypač susidarant cheminiam ryšiui. Ši savybė buvo vadinama elektronegatyvumu. Periodinėje lentelėje jo reikšmė auga periodais ir pagrindiniais elementų pogrupiais. Elektronegatyvumo reikšmė ne visada yra pastovi ir gali keistis, pavyzdžiui, keičiant hibridizacijos tipą, kadatominės orbitalės.
Cheminiai ryšiai, kurių tipai ir pavyzdžiai bus nurodyti žemiau, tiksliau, šių jungčių lokalizacija ar dalinis poslinkis į vieną iš rišamųjų dalyvių, paaiškinami būtent vieno ar kito elemento elektronegatyvine charakteristika. Poslinkis įvyksta atomui, kuriam jis stipresnis.
Kovalentinis nepolinis ryšys
Kovalentinio nepolinio ryšio „formulė“paprasta – du tos pačios prigimties atomai sujungia savo valentinio apvalkalo elektronus į bendrą porą. Tokia pora vadinama pasidalinta, nes ji vienodai priklauso abiem susiejimo dalyviams. Dėl elektronų tankio socializacijos elektronų poros pavidalu atomai pereina į stabilesnę būseną, kai užbaigia išorinį elektroninį lygį, o „oktetas“(arba „dubletas“paprasta vandenilio medžiaga H2, ji turi vieną s-orbitalę, kuriai užbaigti reikia dviejų elektronų) yra išorinio lygio, į kurį siekia visi atomai, būsena, nes jos užpildymas atitinka būsena su minimalia energija.
Nepolinės kovalentinės jungties pavyzdys egzistuoja neorganinėje ir, kad ir kaip keistai tai skambėtų, taip pat organinėje chemijoje. Šis ryšio tipas būdingas visoms paprastoms medžiagoms - nemetalams, išskyrus tauriąsias dujas, nes inertinių dujų atomo valentingumo lygis jau yra baigtas ir turi elektronų oktetą, o tai reiškia, kad sujungimas su panašiu nesudaro ir dar mažiau energetiškai naudingas. Organinėse medžiagose atskirose molekulėse atsiranda nepoliškumastam tikra struktūra ir yra sąlyginė.
Kovalentinis polinis ryšys
Nepolinio kovalentinio ryšio pavyzdys apsiriboja keliomis paprastos medžiagos molekulėmis, o didžioji dauguma yra dipolių junginių, kuriuose elektronų tankis yra iš dalies pasislinkęs link labiau elektroneigiamo elemento. Bet koks atomų, turinčių skirtingas elektronegatyvumo vertes, derinys sukuria polinį ryšį. Visų pirma, ryšiai organinėse medžiagose yra kovalentiniai poliniai ryšiai. Kartais joniniai, neorganiniai oksidai taip pat yra poliniai, o druskose ir rūgštyse vyrauja joninis jungimosi tipas.
Kaip kraštutinis polinio surišimo atvejis kartais laikomas joniniu junginių tipu. Jei vieno iš elementų elektronegatyvumas yra žymiai didesnis nei kito, elektronų pora visiškai pasislenka iš ryšio centro į jį. Taip vyksta atskyrimas į jonus. Tas, kuris paima elektronų porą, virsta anijonu ir gauna neigiamą krūvį, o tas, kuris prarado elektroną, virsta katijonu ir tampa teigiamas.
Neorganinių medžiagų su kovalentiniu nepoliniu ryšiu pavyzdžiai
Medžiagos, turinčios kovalentinį nepolinį ryšį, yra, pavyzdžiui, visos dvinarės dujų molekulės: vandenilis (H - H), deguonis (O=O), azotas (jo molekulėje 2 atomai yra sujungti trigubiu ryšiu (N ≡ N)); skysčiai ir kietosios medžiagos: chloras (Cl - Cl), fluoras (F - F), bromas (Br - Br), jodas (I - I). Taip pat sudėtingos medžiagos, susidedančios iš skirtingų elementų atomų, bet su tuo pačiuelektronegatyvumo vertė, pavyzdžiui, fosforo hidridas – pH3.
Ekologiški ir nepoliariniai įrišimai
Akivaizdu, kad visos organinės medžiagos yra sudėtingos. Kyla klausimas, kaip sudėtingoje medžiagoje gali būti nepolinis ryšys? Atsakymas yra gana paprastas, jei pagalvosite šiek tiek logiškai. Jei susietų elementų elektronegatyvumo reikšmės skiriasi nežymiai ir nesukuria junginyje dipolio momento, tokia jungtis gali būti laikoma nepoline. Būtent tokia situacija yra su anglimi ir vandeniliu: visos C-H jungtys organinėse medžiagose laikomos nepolinėmis.
Nepolinio kovalentinio ryšio pavyzdys yra metano, paprasčiausio organinio junginio, molekulė. Jį sudaro vienas anglies atomas, kuris pagal savo valentingumą yra sujungtas pavieniais ryšiais su keturiais vandenilio atomais. Tiesą sakant, molekulė nėra dipolis, nes joje nėra krūvių lokalizacijos, tam tikru mastu dėl tetraedrinės struktūros. Elektronų tankis pasiskirsto tolygiai.
Nepolinės kovalentinės jungties pavyzdys yra sudėtingesniuose organiniuose junginiuose. Tai realizuojama dėl mezomerinių efektų, ty nuoseklaus elektronų tankio pašalinimo, kuris greitai išnyksta išilgai anglies grandinės. Taigi heksachloretano molekulėje C-C ryšys yra nepolinis, nes elektronų tankis tolygiai traukia šešis chloro atomus.
Kiti nuorodų tipai
Be kovalentinio ryšio, kuris, beje, taip pat gali būti vykdomas pagal donoro-akceptoriaus mechanizmą, yra joninės, metalinės irvandeniliniai ryšiai. Trumpos priešpaskutinių dviejų charakteristikos pateiktos aukščiau.
Vandenilinė jungtis yra tarpmolekulinė elektrostatinė sąveika, kuri stebima, jei molekulėje yra vandenilio atomas ir bet kuris kitas atomas, turintis nebendrintas elektronų poras. Šio tipo sujungimas yra daug silpnesnis nei kiti, tačiau dėl to, kad medžiagoje gali susidaryti daug šių jungčių, jis labai prisideda prie junginio savybių.
