Kössel's Theory of Chemical Bonding

Είναι γνωστό ότι οτιδήποτε έχει μάζα και μπορεί να καταλάβει χώρο ονομάζεται ύλη. Η ύλη αποτελείται από στοιχεία περισσότερων του ενός τύπων. Κανένα στοιχείο εκτός από τα ευγενή αέρια δεν μπορεί να υπάρχει ανεξάρτητα στη φύση. Συνήθως εμφανίζονται ως ομάδα ατόμων. Υπάρχει κάποιο είδος δύναμης που συγκρατεί την ομάδα των ατόμων μαζί, γνωστή με το όνομα χημικοί δεσμοί. Δεν είναι απαραίτητο να σχηματίζεται χημικός δεσμός μεταξύ παρόμοιων ατόμων. Κυρίως διαφορετικά άτομα συνδυάζονται μέσω χημικών δεσμών. Το 1916, οι Kössel και Lewis εξήγησαν τον σχηματισμό χημικών δεσμών με όρους ηλεκτρονίων.

Προσέγγιση Lewis

Ο Lewis περιέγραψε το άτομο με όρους πυρήνα, με το εξωτερικό περίβλημα να έχει το πολύ 8 ηλεκτρόνια. Ο όρος πυρήνας χρησιμοποιείται για να περιγράψει τον πυρήνα μαζί με τα εσωτερικά ηλεκτρόνια. Υπέθεσε ότι τα εξωτερικά 8 ηλεκτρόνια θα καταλάβουν τη γωνία του κύβου που περιβάλλει τον πυρήνα. Και οι οκτώ γωνίες θα καταληφθούν από τα ευγενή αέρια. Αυτή η σταθερή διάταξη ονομάζεται οκτάδα ηλεκτρονίων. Ο Lewis υπέθεσε ότι όταν τα άτομα συνδέονται με έναν χημικό δεσμό, επιτυγχάνουν μια σταθερή οκτάδα. Στην περίπτωση του NaCl, αυτό λαμβάνει χώρα με μεταφορά ηλεκτρονίων από το Na στο Cl. Στην περίπτωση μορίων όπως το Cl2 ή το H2, αυτό συμβαίνει με την κοινή χρήση ηλεκτρονίων. Κάθε άτομο καταλήγει να έχει μια σταθερή εξωτερική οκτάδα ηλεκτρονίων.

Σύμβολα Lewis

Ο Lewis εισήγαγε μια σημείωση για την αναπαράσταση των ηλεκτρονίων σθένους σε ένα άτομο. Αυτά ονομάζονται σύμβολα Lewis. Ο αριθμός των κουκκίδων που περιβάλλουν το σύμβολο καθορίζει τον αριθμό των ηλεκτρονίων σθένους. Αυτά μπορούν να χρησιμοποιηθούν για τον προσδιορισμό του σθένους ομάδας ενός στοιχείου, το οποίο είναι γενικά ίσο με τον αριθμό των κουκκίδων στα σύμβολα Lewis ή 8 – τον ​​αριθμό των κουκκίδων στα σύμβολα Lewis. Έτσι, ο Li φαίνεται να έχει 1 τελεία, το B έχει 3 τελείες, το Ne έχει 8 οκτώ τελείες. Αυτό σημαίνει ότι το σθένος της ομάδας του Li είναι 1, το σθένος της ομάδας του Β είναι 3, ενώ το σθένος της ομάδας του Ne είναι 8 – 8 =0.

Αξιώματα Kössel

Σε σχέση με τον χημικό δεσμό, ο Kössel έδωσε τα ακόλουθα αξιώματα που είναι γνωστά ως η θεωρία του χημικού δεσμού του kössel:

• Στον περιοδικό πίνακα, τα ευγενή αέρια διαχωρίζουν τα εξαιρετικά ηλεκτραρνητικά αλογόνα από τα άκρως ηλεκτροθετικά αλκαλικά μέταλλα.
• Όταν ένα άτομο αλογόνου αποκτά ηλεκτρόνια, σχηματίζει ένα ανιόν. Όταν ένα άτομο αλκαλιμετάλλου δίνει ένα ηλεκτρόνιο, σχηματίζει ένα κατιόν.
• Τόσο τα αρνητικά όσο και τα θετικά ιόντα, δηλαδή τα ανιόντα και τα κατιόντα, αποκτούν διαμόρφωση ευγενούς αερίου. Μόνο το ήλιο (He) έχει δυάδα ηλεκτρονίων. Εκτός από αυτό, κάθε ευγενές αέριο έχει μια ιδιαίτερα σταθερή διαμόρφωση μιας οκτάδας ηλεκτρονίων, ns2np6.
• Αυτά τα αρνητικά και θετικά φορτία σταθεροποιούνται από την ηλεκτροστατική έλξη μεταξύ των αντίθετα φορτισμένων σωματιδίων.

Το παρακάτω παράδειγμα μπορεί να το αναλύσει.

Το Ca έχει διαμόρφωση [Ar]4s2. Είναι στοιχείο της ομάδας 2 και μπορεί εύκολα να χάσει 2 ηλεκτρόνια για να αποκτήσει τη διαμόρφωση του αργού.

Το F έχει διαμόρφωση [He] 2s22p5

Είναι ένα στοιχείο της ομάδας 17 και μπορεί να αποκτήσει ένα ηλεκτρόνιο για να επιτύχει τη σταθερή διαμόρφωση ηλεκτρονίων του νέον. Έτσι, τα 2 ηλεκτρόνια που χάνονται από το Ca μπορούν να ληφθούν από 2 άτομα F.

Ca→ Ca2+ + 2e–

F + e– → F–

Ca2+ + 2F– → CaF2

Ο δεσμός που σχηματίζεται λόγω ηλεκτροστατικής έλξης μεταξύ του θετικού κατιόντος και του αρνητικού ανιόντος ονομάζεται ηλεκτροσθενής δεσμός. Μπορούμε να πούμε ότι ο αριθμός των φορτίων μονάδας στο ιόν είναι ίσος με το ηλεκτροσθενές και ότι το Ca έχει ηλεκτροσθενές +2, ενώ το F έχει ηλεκτροσθένος -1.

Σημασία των αξιωμάτων του Kössel

Η σημασία των Kössel Postulates μπορεί να γίνει κατανοητή από το γεγονός ότι παρέχει το απόστημα για σύγχρονες έννοιες σχετικά με το σχηματισμό ιόντων με μεταφορά ηλεκτρονίων και το σχηματισμό ιοντικών κρυσταλλικών ενώσεων.

Οι απόψεις του βοήθησαν επίσης στη συστηματοποίηση και κατανόηση των ιοντικών ενώσεων.

Πρέπει επίσης να σημειωθεί ότι γνώριζε ότι υπάρχει ακόμη ένας μεγάλος αριθμός ενώσεων που δεν ταιριάζουν σε αυτήν την έννοια.

Συμπέρασμα

Εκτός από τα ευγενή αέρια, τα οποία είναι ικανά για ανεξάρτητη ύπαρξη, τα περισσότερα από τα στοιχεία συνδυάζονται για να σχηματίσουν ενώσεις. Ο Kössel και ο Lewis ήταν οι πρώτοι επιστήμονες που έδωσαν μια εξήγηση για το γιατί σχηματίζονται χημικοί δεσμοί. Εξήγησαν τους χημικούς δεσμούς με όρους ηλεκτρονίων.

Ο Lewis έδωσε μια σημειογραφία γραφής συμβόλων στοιχείων. Φαντάστηκε ότι τα άτομα αποτελούνται από έναν πυρήνα και ένα εξωτερικό περίβλημα με μέγιστο αριθμό 8 ηλεκτρονίων. Ο όρος πυρήνας χρησιμοποιήθηκε για να περιγράψει τον πυρήνα μαζί με τα εσωτερικά ηλεκτρόνια. Υπέθεσε ότι τα εξωτερικά 8 ηλεκτρόνια θα καταλάβουν τη γωνία του κύβου που περιβάλλει τον πυρήνα. Και οι οκτώ γωνίες θα είναι κατειλημμένες σε ευγενή αέρια. Αυτή η σταθερή διάταξη ονομάστηκε οκτάδα ηλεκτρονίων.

Στα αξιώματά του. Ο Kössel εξήγησε ότι ένα ηλεκτροθετικό στοιχείο χάνει ηλεκτρόνια και ένα ηλεκτραρνητικό στοιχείο κερδίζει ηλεκτρόνια για να επιτύχει μια σταθερή ηλεκτρονική διαμόρφωση ευγενών αερίων.

Ο χημικός δεσμός που σχηματίζεται μεταξύ του αρνητικού ανιόντος και του θετικού κατιόντος ονομάζεται ηλεκτροσθενής δεσμός λόγω της ηλεκτροστατικής έλξης που υπάρχει μεταξύ τους. Μπορούμε λοιπόν να πούμε ότι ο αριθμός των φορτίων μονάδας στο ιόν είναι ίσος με το ηλεκτροσθένος.

Η σημασία των Kössel Postulates μπορεί να γίνει κατανοητή από το γεγονός ότι παρέχει το απόστημα για σύγχρονες έννοιες σχετικά με το σχηματισμό ιόντων με μεταφορά ηλεκτρονίων και το σχηματισμό ιοντικών κρυσταλλικών ενώσεων.