Bei weitem nicht die letzte Rolle auf der chemischen Ebene der Organisation der Welt spielt die Methode der Verbindung von Strukturpartikeln, der Verbindung. Die allermeisten einfachen Stoffe, nämlich Nichtmetalle, haben mit Ausnahme von Edelgasen einen kovalenten unpolaren Bindungstyp. Metalle in ihrer reinen Form haben eine besondere Art der Bindung, die durch die Vergesellschaftung freier Elektronen im Kristallgitter realisiert wird.
Alle komplexen Substanzen (außer einigen organischen) haben kovalente polare chemische Bindungen. Die Arten und Beispiele dieser Verbindungen werden unten diskutiert. In der Zwischenzeit gilt es herauszufinden, welche Eigenschaft des Atoms die Polarisierung der Bindung beeinflusst.
Elektronegativität
Atome bzw. ihre Kerne (die ja bekanntlich positiv geladen sind) haben die Fähigkeit, insbesondere bei der Bildung einer chemischen Bindung Elektronendichte anzuziehen und zu h alten. Diese Eigenschaft wurde als Elektronegativität bezeichnet. Im Periodensystem wächst sein Wert in Perioden und Hauptuntergruppen von Elementen. Der Wert der Elektronegativität ist nicht immer konstant und kann sich beispielsweise bei Änderung der Hybridisierungsart ändernAtomorbitale.
Chemische Bindungen, deren Typen und Beispiele weiter unten angegeben werden, oder vielmehr die Lokalisierung oder teilweise Verschiebung dieser Bindungen zu einem der Bindungsteilnehmer, erklärt sich genau aus der elektronegativen Eigenschaft des einen oder anderen Elements. Die Verschiebung erfolgt zu dem Atom, für das sie stärker ist.
Kovalente unpolare Bindung
Die "Formel" einer kovalenten unpolaren Bindung ist einfach - zwei gleichartige Atome vereinen die Elektronen ihrer Valenzschalen zu einem gemeinsamen Paar. Ein solches Paar wird als geteilt bezeichnet, weil es beiden Teilnehmern der Bindung gleichermaßen gehört. Der Vergesellschaftung der Elektronendichte in Form eines Elektronenpaars ist es zu verdanken, dass die Atome in einen stabileren Zustand übergehen, wenn sie ihre äußere elektronische Ebene vervollständigen, und das „Oktett“(oder „Dublett“im Fall von eine einfache Wasserstoffsubstanz H2, sie hat ein einziges s-Orbital, das zwei Elektronen benötigt, um es zu vervollständigen) ist der Zustand der äußeren Ebene, den alle Atome anstreben, da seine Füllung dem entspricht der Zustand mit der minimalen Energie.
Ein Beispiel für eine unpolare kovalente Bindung gibt es in der anorganischen und, egal wie seltsam es klingen mag, aber auch in der organischen Chemie. Diese Art der Bindung ist allen einfachen Substanzen inhärent - Nichtmetallen mit Ausnahme von Edelgasen, da das Valenzniveau eines Inertgasatoms bereits abgeschlossen ist und ein Oktett von Elektronen hat, was bedeutet, dass eine Bindung mit einem ähnlichen nicht erfolgt Sinn dafür und ist energetisch noch weniger förderlich. In organischen Stoffen tritt Unpolarität in einzelnen Molekülen aufeine bestimmte Struktur und ist bedingt.
Kovalente polare Bindung
Ein Beispiel für eine unpolare kovalente Bindung ist auf wenige Moleküle einer einfachen Substanz beschränkt, während Dipolverbindungen, in denen die Elektronendichte teilweise zu einem elektronegativeren Element verschoben ist, die überwiegende Mehrheit darstellen. Jede Kombination von Atomen mit unterschiedlichen Elektronegativitätswerten ergibt eine polare Bindung. Bindungen in organischen Stoffen sind insbesondere kovalente polare Bindungen. Manchmal sind auch ionische, anorganische Oxide polar, und bei Salzen und Säuren überwiegt die ionische Bindungsart.
Als Extremfall der polaren Bindung wird manchmal der ionische Typ von Verbindungen betrachtet. Ist die Elektronegativität eines der Elemente deutlich höher als die des anderen, wird das Elektronenpaar vollständig vom Bindungszentrum dorthin verschoben. So erfolgt die Trennung in Ionen. Derjenige, der ein Elektronenpaar aufnimmt, verwandelt sich in ein Anion und erhält eine negative Ladung, und derjenige, der ein Elektron verliert, verwandelt sich in ein Kation und wird positiv.
Beispiele anorganischer Substanzen mit kovalentem unpolarem Bindungstyp
Stoffe mit einer kovalenten unpolaren Bindung sind beispielsweise alle binären Gasmoleküle: Wasserstoff (H - H), Sauerstoff (O=O), Stickstoff (in seinem Molekül sind 2 Atome durch eine Dreifachbindung verbunden (N ≡ N)); Flüssigkeiten und Feststoffe: Chlor (Cl - Cl), Fluor (F - F), Brom (Br - Br), Jod (I - I). Sowie komplexe Substanzen, die aus Atomen verschiedener Elemente bestehen, aber mit den gleichenElektronegativitätswert, zum Beispiel Phosphorhydrid - pH3.
Organische und unpolare Bindung
Es ist klar, dass alle organischen Stoffe komplex sind. Es stellt sich die Frage, wie kann es in einem komplexen Stoff eine unpolare Bindung geben? Die Antwort ist ganz einfach, wenn Sie ein wenig logisch denken. Wenn sich die Elektronegativitätswerte der gekoppelten Elemente unwesentlich unterscheiden und kein Dipolmoment in der Verbindung erzeugen, kann eine solche Bindung als unpolar angesehen werden. Genau so verhält es sich mit Kohlenstoff und Wasserstoff: Alle C-H-Bindungen in organischen Stoffen gelten als unpolar.
Ein Beispiel für eine unpolare kovalente Bindung ist ein Methanmolekül, die einfachste organische Verbindung. Es besteht aus einem Kohlenstoffatom, das seiner Wertigkeit entsprechend durch Einfachbindungen mit vier Wasserstoffatomen verbunden ist. Tatsächlich ist das Molekül kein Dipol, da es in gewissem Maße aufgrund der tetraedrischen Struktur keine Lokalisierung von Ladungen gibt. Die Elektronendichte ist gleichmäßig verteilt.
Ein Beispiel für eine unpolare kovalente Bindung existiert in komplexeren organischen Verbindungen. Er wird durch mesomere Effekte realisiert, d. h. durch den sukzessiven Abzug der Elektronendichte, die entlang der Kohlenstoffkette schnell abnimmt. Im Hexachlorethan-Molekül ist also die C-C-Bindung aufgrund des gleichmäßigen Ziehens der Elektronendichte durch sechs Chloratome unpolar.
Andere Arten von Links
Neben der kovalenten Bindung, die übrigens auch nach dem Donor-Akzeptor-Mechanismus erfolgen kann, gibt es noch ionische, metallische undWasserstoffbrücken. Kurze Eigenschaften der vorletzten beiden sind oben dargestellt.
Wasserstoffbindung ist eine intermolekulare elektrostatische Wechselwirkung, die beobachtet wird, wenn das Molekül ein Wasserstoffatom und irgendein anderes Atom hat, das ungeteilte Elektronenpaare hat. Diese Art der Bindung ist viel schwächer als die anderen, trägt aber aufgrund der Tatsache, dass sich viele dieser Bindungen in der Substanz bilden können, erheblich zu den Eigenschaften der Verbindung bei.
