A Kovalens kötés, molekulák polaritása, molekulák kialakulása
Az előző két témában betekintést nyerhetünk az atomok, ionokká történő átalakulásába, amellyel így a nemesgázszerkezetet érték el. Most a molekulák kialakulását fogjuk nézni, valamint a molekulákkal kapcsolatos alapfogalmakat, illetve a kovalenskötést is át fogjuk beszélni. Alapvetően az, hogy milyen kötéssel kapcsolódnak az atomok egy molekulában, és miért, azt majd következő órán fogjuk tanulni. Most a Kovalens kötésről lesz szó.
- Kovalens Kötés
A kötés, közös párosítatlan elektronpárral létrejövő kapcsolatot jelent. Kovalens kötéssel molekulák képződnek. Itt rögtön érdemes megemlíteni, a molekulapálya definícióját, amely -hasonlóan az atompályáéhoz- az a térrész, ahol a kötést kialakító elektronok, 90%-os valószínűséggel előfordulnak. Most nézzük is meg, a molekulák kialakulását. Először is, azt kell megvizsgálnunk, hogy egy adott atom, -amely alkotja a molekulákat- hány darab vegyértékelektront tartalmaz. A vegyértékelektronok száma, ahogy már megtanultuk, egyenlő lesz a főcsoportszámmal. Tehát pl. egy hetes fő csoportban található klór atom vegyértékelektron száma, 7 lesz. Ezt a 7 db elektront, úgy fogjuk jellemezni, hogy felírjuk középre az adott atomot, és a négy sarkába elkezdjük az elektronokat, pontként ábrázolni, olyan módon, hogy először mindig egy-egy pontot írunk, ami 1 db elektront jelent. Hogyha körbe értünk, akkor kezdjük el az egyik pont mellé írni a másikat. Ha az egyik elektron mellé rajzoljuk a másikat, akkor ezzel létrehozzuk, az úgynevezett párosított elektronokat. Azon elektronok, amelyek mellé nem jutott pár, azok értelemszerűen párosítatlan elektronok lesznek. Elsősorban egy kovalens kötés esetén, a párosítatlan elektronok fognak kötést kialakítani, azonban rögtön érdemes megemlíteni, hogy bizonyos esetekben, a párosított elektronok is beléphetnek egy-egy kötésbe. Ezt a videón rajzok formájában is megtekinthetitek. Abban az esetben, ha kialakult egy kovalens kötés például két klór atom között, akkor onnantól már molekulaként hivatkozunk rá. A kovalens kötés kialakulása után, az eredeti párosított elektronokat, már nemkötő elektronpároknak hívjuk, azokat, amelyek eredetileg az atomokban párosítatlan elektronok voltak, már kötő elektronpárnak hívjuk.
- Kovalens kötések kapcsolatos alapfogalmak
Érettségi szempontjából fontos, az előző pontban említett Kovalens kötéssel kapcsolatban, pár fogalmat tisztázni.
Először is azt kell megnéznünk, hogy hányszoros az adott kovalens kötés. Magyarul, a molekulában két atom között hány kötő elektronpár van. Eszerint lehet megkülönböztetni, egyszeres, kétszeres valamit háromszoros kovalens kötéseket.
Az első kovalens kötés az mindig a σ kötést jelenti. A többszörös kötések, pedig már úgynevezett π kötések lesznek. Röviden, itt azt érdemes megjegyezni, hogy a szigma kötés, az mindig egy erősebb kovalens kötés fajta lesz, mint a “Pi”-kötés, azonban a “Pi” kötések jelenléte -tehát többszörös kötések jelenléte-, növeli egy adott molekula stabilitását. Itt rögtön érdemes megnéznünk, hogy mi is az a kovalens vegyérték. A kovalens vegyérték, az azt határozza meg, hogy egy atomhoz, hány kovalens-kötés tartozik.
A következő, a kovalens kötések fontos tulajdonságai közül, a datív kötés, amely egy olyan speciális altípusa a kovalens kötéseknek, amely esetén nem mind a két atom adja a kötő elektronpárt hanem csak az egyik atom fogja ezt a párt szolgáltatni. Pl. a szénmonoxid esetén, az oxigén nemkötő elektron párja fog belépni a kötésbe, ezáltal létrehozza a harmadik kovalens kötést.
Fontos fogalom még, a delokalizált kötés, amelynél azt érdemes megjegyezni, hogy a kötést kialakító elektronok, nem csak egy, hanem több atom vonzása alatt is állnak. Magyarul, nem lesz pontos lokalizációja nekik, tehát “de”lokalizáltak lesznek ezek az elektronok. Ezért is szokás azt mondani, az ilyen típusú vegyületekre, hogy delokalizált elektronfelhőt tartalmaznak. A delokalizált elektronok jelenlétének a feltétele, a többszörös kötések tehát a “Pi” kötések jelenléte.
A kovalens kötéssel kapcsolatban, még érdemes megemlíteni, a kötéstávolságot, ami értelemszerűen, a két atom közötti kötés hosszát jelenti. Abban az esetben, hogyha nagyobb a kötéstávolság, akkor a kötés kevéssé stabil, ahhoz az esethez képest, mintha a kötéstávolság kisebb lenne.
A kötésenergia a következő fogalom, amely energia, a kovalens kötés, felszakításához szükséges energia mennyiség. Mértékegysége, kJ/Mol.
A kötésszög két atom kötése által bezárt szöget jellemzi.
- Polaritás
A polaritás, fontos téma biológiában, és kémiában is. A molekulákat, polaritás szempontjából besorolhatunk, poláris, és apoláris csoportokba. Azon vegyületek, amelyekre azt mondjuk, hogy apolárisak, azokban nincsen töltéseltolódás, tehát nem lesz a molekulának egy olyan része sem, amely több negatív töltésű részecskét tartalmazna, mint a másik része.
Poláris anyagok esetén, a molekulának van egy olyan térrésze, amely több negatív töltésű részecskét tartalmaz, mint a másik része. Ezáltal, lesz benne úgymond töltéseltolódás, tehát poláris lesz. Itt rögtön érdemes megemlíteni, a hasonló hasonlóban oldódik elvet, amely kimondja azt, hogy poláris anyag poláris anyagot old, valamint apoláris anyag, apoláris anyagot old. Ezt majd fogjuk venni a következő témákban, hogy miért is van így.