Ομοιοπολικός δεσμός

Οι ομοιοπολικοί δεσμοί είναι χημικοί δεσμοί μεταξύ δύο μη μεταλλικών ατόμων. Ένα παράδειγμα είναι το νερό, όπου το υδρογόνο (Η) και το οξυγόνο (Ο) συνδέονται μεταξύ τους για να δημιουργήσουν το (_Η2Ο). Ένα πλήρες εξωτερικό κέλυφος έχει συνήθως οκτώ ηλεκτρόνια, ή δύο στην περίπτωση του υδρογόνου ή του ηλίου. Τα ηλεκτρόνια σθένους είναι τα ηλεκτρόνια που κρατούνται συγκριτικά χαλαρά στο εξωτερικό κέλυφος του ατόμου. Η δομή των ηλεκτρονιακών κελυφών καθορίζεται από την κβαντομηχανική).

Ο αριθμός των ηλεκτρονίων σε ένα άτομο καθορίζεται από τον αριθμό των πρωτονίων στο άτομο. Τα ηλεκτρόνια περιφέρονται γύρω από τους ατομικούς πυρήνες και είναι σαν ασαφείς τροχιές γύρω από έναν ατομικό πυρήνα. Το πρώτο στρώμα έχει έως και δύο ηλεκτρόνια. Οι επόμενες στοιβάδες περιέχουν συνήθως έως και οκτώ. Οι ομοιοπολικοί δεσμοί σχηματίζονται από άτομα που μοιράζονται ηλεκτρόνια σθένους.

Αν, για παράδειγμα, ένα άτομο είχε εννέα ηλεκτρόνια, τα δύο πρώτα θα περιφέρονταν σε τροχιά πολύ κοντά στον πυρήνα, ενώ τα επόμενα επτά θα περιφέρονταν λίγο πιο μακριά. Τα επτά εξωτερικά ηλεκτρόνια είναι λιγότερο σφιχτά συγκρατημένα από τα δύο εσωτερικά ηλεκτρόνια, επειδή βρίσκονται πιο μακριά από τον θετικά φορτισμένο πυρήνα. Εάν αυτό το άτομο πλησιάσει ένα άλλο άτομο, με ένα χαλαρά συγκρατημένο ηλεκτρόνιο στο εξωτερικό του κέλυφος, ένα νέο τροχιακό θα γίνει διαθέσιμο για το χαλαρά συγκρατημένο ηλεκτρόνιο. Αυτό το νέο τροχιακό του ηλεκτρονίου συνδέεται και με τους δύο ατομικούς πυρήνες και έχει χαμηλότερο ενεργειακό επίπεδο από το αρχικό τροχιακό του ηλεκτρονίου. Το ηλεκτρόνιο μπορεί αυθόρμητα να μεταπηδήσει σε αυτό και να εκπέμψει ένα φωτόνιο με την πλεονάζουσα ενέργεια. Τώρα έχουμε ένα ηλεκτρόνιο σε τροχιά γύρω και από τα δύο άτομα με αποτέλεσμα το άτομο που παρείχε το ηλεκτρόνιο να έχει ένα μικρό καθαρό θετικό φορτίο και το άλλο άτομο να έχει ένα μικρό καθαρό αρνητικό φορτίο. Τα δύο άτομα συγκρατούνται τώρα από την ηλεκτρομαγνητική δύναμη έλξης μεταξύ θετικών και αρνητικών φορτίων. Αυτό ονομάζεται ομοιοπολικός δεσμός. Για να σπάσει αυτός ο δεσμός χρειάζεται η ίδια ποσότητα ενέργειας που απελευθερώθηκε κατά το σχηματισμό του.

Ένα μόριο νερού αποτελείται από ένα άτομο οξυγόνου και δύο άτομα υδρογόνου που συγκρατούνται μεταξύ τους με ομοιοπολικό δεσμό. Στην περίπτωση αυτή το άτομο οξυγόνου μοιράζεται ένα ηλεκτρόνιο με κάθε άτομο υδρογόνου. Αυτό σημαίνει ότι τα άτομα οξυγόνου έχουν ένα μικρό καθαρό θετικό φορτίο και τα άτομα υδρογόνου έχουν ένα μικρό καθαρό αρνητικό φορτίο. Ως αποτέλεσμα, τα άτομα οξυγόνου και υδρογόνου έλκονται μεταξύ τους λόγω της ηλεκτρομαγνητικής δύναμης. Εξαιτίας αυτού το μόριο του νερού είναι ένα πολικό μόριο: το φορτίο του δεν είναι ομοιόμορφα κατανεμημένο.

Ομοιοπολικοί δεσμοί του νερού (H2O)

Τύποι ομοιοπολικών δεσμών

Τα ατομικά τροχιακά (εκτός από τα τροχιακά s) δημιουργούν διαφορετικούς τύπους ομοιοπολικών δεσμών:

Οι δεσμοί σ (σ) είναι οι ισχυρότεροι ομοιοπολικοί δεσμοί. Έχουν μετωπική επικάλυψη τροχιακών σε δύο διαφορετικά άτομα. Ένας απλός δεσμός είναι συνήθως ένας δεσμός σ.
Οι δεσμοί pi (π) είναι ασθενέστεροι και οφείλονται στην πλευρική επικάλυψη μεταξύ των τροχιακών p (ή d).
Ένας διπλός δεσμός μεταξύ δύο συγκεκριμένων ατόμων έχει έναν σ και έναν π δεσμό, και
ένας τριπλός δεσμός έχει έναν σ και δύο π δεσμούς.

Οι ομοιοπολικοί δεσμοί είναι ασθενέστεροι από τους ιοντικούς δεσμούς και έχουν χαμηλότερο σημείο τήξης. Είναι επίσης γενικά κακοί αγωγοί του ηλεκτρισμού και της θερμότητας.

Μήκος δεσμού

Στη χημεία, το μήκος του δεσμού είναι το μέτρο του μεγέθους ενός ομοιοπολικού δεσμού. Επειδή τα μόρια είναι πολύ μικρά, μετριούνται σε πικομέτρα, ή περίπου σε ένα εκατομμυριοστό του δισεκατομμυριοστού του μέτρου.

Η χημεία των μορίων εξηγείται κυρίως από τους δεσμούς τους και οι δεσμοί τους προκαλούνται από τη δομή των ηλεκτρονίων τους.

Σχέδιο βενζολίου. Φαίνονται τα μήκη των δεσμών και οι γωνίες των δεσμών.

Σχετικές σελίδες

Valency

Ερωτήσεις και απαντήσεις

Ερ: Τι είναι ο ομοιοπολικός δεσμός;

A: Ο ομοιοπολικός δεσμός είναι ένας χημικός δεσμός μεταξύ δύο μη μεταλλικών ατόμων, όπου τα άτομα μοιράζονται ηλεκτρόνια σθένους. Έτσι δημιουργείται ένα τροχιακό ηλεκτρονίων που δεσμεύεται και στους δύο ατομικούς πυρήνες και έχει χαμηλότερο ενεργειακό επίπεδο από το αρχικό τροχιακό ηλεκτρονίων. Ως αποτέλεσμα, το άτομο που παρείχε το ηλεκτρόνιο έχει ένα μικρό καθαρό θετικό φορτίο και το άλλο άτομο έχει ένα μικρό καθαρό αρνητικό φορτίο, τα οποία συγκρατούνται μεταξύ τους από μια ηλεκτρομαγνητική δύναμη έλξης μεταξύ θετικών και αρνητικών φορτίων.

Ερ: Πόσα ηλεκτρόνια έχει συνήθως ένα άτομο στο εξωτερικό του κέλυφος;

Α: Το εξωτερικό κέλυφος ενός ατόμου περιέχει συνήθως έως και οκτώ ηλεκτρόνια, ή δύο στην περίπτωση του υδρογόνου ή του ηλίου.

Ερ: Τι καθορίζει τον αριθμό των ηλεκτρονίων σε ένα άτομο;

Α: Ο αριθμός των ηλεκτρονίων σε ένα άτομο καθορίζεται από τον αριθμό των πρωτονίων στο άτομο.

Ερ: Πώς σχηματίζονται οι ομοιοπολικοί δεσμοί;

Α: Οι ομοιοπολικοί δεσμοί σχηματίζονται όταν τα άτομα πλησιάζουν το ένα το άλλο και ένα χαλαρά συγκρατημένο ηλεκτρόνιο από το ένα άτομο μεταπηδά σε ένα νέο τροχιακό που συνδέεται και με τους δύο ατομικούς πυρήνες με χαμηλότερο ενεργειακό επίπεδο από ό,τι πριν. Αυτό έχει ως αποτέλεσμα το ένα άτομο να έχει ένα μικρό καθαρό θετικό φορτίο και το άλλο ένα μικρό καθαρό αρνητικό φορτίο, δημιουργώντας μια ηλεκτρομαγνητική δύναμη έλξης μεταξύ τους.

Ερ: Τι είδους μόριο είναι το νερό;

Α: Τα μόρια του νερού αποτελούνται από ένα άτομο οξυγόνου και δύο άτομα υδρογόνου που συγκρατούνται μεταξύ τους με ομοιοπολικούς δεσμούς, γεγονός που το καθιστά πολικό μόριο, επειδή το φορτίο του δεν είναι ομοιόμορφα κατανεμημένο.

Ερ: Πού περιφέρονται τα ηλεκτρόνια γύρω από τους ατομικούς πυρήνες;

Α: Τα ηλεκτρόνια περιφέρονται γύρω από τους ατομικούς πυρήνες σαν ασαφείς τροχιές.