Διπλοί δεσμοί
Ο διπλός δεσμός είναι ένας χημικός δεσμός στον οποίο δύο ζεύγη ηλεκτρονίων μοιράζονται μεταξύ δύο ατόμων. Αυτός ο τύπος δεσμού περιλαμβάνει τέσσερα ηλεκτρόνια δεσμού μεταξύ ατόμων αντί για τα δύο ηλεκτρόνια δεσμού που συνήθως εμπλέκονται σε απλούς δεσμούς. Οι διπλοί δεσμοί τείνουν να είναι αντιδραστικοί λόγω μεγάλου αριθμού ηλεκτρονίων. Οι διπλοί δεσμοί είναι φυσικά βραχύτεροι και συγκριτικά ισχυρότεροι από τους απλούς δεσμούς. Οι διπλοί δεσμοί σχεδιάζονται ως δύο παράλληλες γραμμές σε ένα διάγραμμα χημικής δομής. Το πρόσημο ίσου χρησιμοποιείται για την αναπαράσταση διπλών δεσμών σε τύπους. Ο Ρώσος χημικός Alexander Butlerov εισήγαγε διπλούς δεσμούς σε δομικούς τύπους στα μέσα του 19ου αιώνα. Αυτό το άρθρο παρέχει μια επισκόπηση του διπλού δεσμού.
Ορισμός διπλού δεσμού
Δεν είναι μυστικό ότι όσο περισσότερα μοιράζεσαι, τόσο πιο δυνατός γίνεσαι. Τουλάχιστον αν είστε άτομο και μοιράζεστε ηλεκτρόνια, αυτό είναι αλήθεια! Τα άτομα μπορούν να μοιράζονται έως και τρία σετ ηλεκτρονίων. Ένας διπλός δεσμός σχηματίζεται όταν δύο άτομα μοιράζονται δύο ζεύγη ηλεκτρονίων.
Τα ηλεκτρόνια μοιράζονται πάντα σε ζεύγη. Κάθε κοινό ζεύγος ηλεκτρονίων ονομάζεται ομοιοπολικός δεσμός. Δύο κοινά ηλεκτρόνια αντιστοιχούν σε έναν ομοιοπολικό δεσμό. Δύο σύνολα δύο κοινών ηλεκτρονίων ισοδυναμούν με έναν ομοιοπολικό διπλό δεσμό. Συνολικά τέσσερα ηλεκτρόνια μοιράζονται στον διπλό δεσμό, που αντιπροσωπεύονται από δύο παράλληλες γραμμές.
Δεδομένου ότι τα δύο άτομα σε έναν διπλό δεσμό μοιράζονται τέσσερα ηλεκτρόνια, απαιτείται περισσότερη ενέργεια για να διαχωριστούν τα συνδεδεμένα άτομα από αυτή που απαιτείται για άτομα που συνδέονται με έναν απλό δεσμό. Η ενέργεια που απαιτείται για να σπάσει ένας διπλός δεσμός μεταξύ ατόμων οξυγόνου είναι τριπλάσια της ενέργειας που απαιτείται για να σπάσει ένας απλός δεσμός μεταξύ ατόμων οξυγόνου. Το ίδιο ισχύει και για το άζωτο. Ο μηχανισμός που κάνει έναν διπλό δεσμό ισχυρότερο τον κάνει επίσης πιο κοντό. Το μέσο μήκος δεσμού ενός άνθρακα με διπλό δεσμό με ένα άλλο άτομο άνθρακα είναι 13% μικρότερο από το μέσο μήκος δεσμού δύο άνθρακων με ένα δεσμό.
Σχηματισμός διπλού δεσμού
Σχηματίζεται διπλός δεσμός όταν δύο άτομα πρέπει να μοιράζονται τέσσερα ηλεκτρόνια για να υπακούουν στον κανόνα της οκτάδας. Σύμφωνα με τον κανόνα της οκτάδας, τα άτομα θα χάσουν, θα κερδίσουν ή θα μοιραστούν ηλεκτρόνια για να έχουν οκτώ ηλεκτρόνια σθένους. Οι διπλοί δεσμοί σχηματίζονται συχνά στη φύση και συνήθως αποτελούνται από αμέταλλα όπως ο άνθρακας, το άζωτο και το οξυγόνο. Για να κατανοήσουμε πώς σχηματίζεται ένας διπλός δεσμός, ας δούμε τι συμβαίνει με τα ηλεκτρόνια, τα δομικά στοιχεία του δεσμού.
Τα ηλεκτρόνια κινούνται ακανόνιστα και γρήγορα γύρω από τα άτομα. Ανάλογα με το επίπεδο ενέργειας του ηλεκτρονίου και την εγγύτητα στον πυρήνα, το ηλεκτρόνιο θα παραμείνει σε μια συγκεκριμένη μορφή. Τα συγκεκριμένα σχήματα που καταλαμβάνουν τα ηλεκτρόνια ονομάζονται τροχιακά ηλεκτρονίων. Υπάρχουν τέσσερις μορφές τροχιακών ηλεκτρονίων:s, p, d και f. Οι διπλοί δεσμοί περιλαμβάνουν τα τροχιακά s και p.
Μερικά άτομα μπορούν να δώσουν περισσότερα ηλεκτρόνια για να σχηματίσουν διπλούς δεσμούς, ενώ άλλα μπορεί να δώσουν λιγότερα. Ό,τι κι αν φέρει το άτομο, το άτομο πρέπει να κινηθεί γύρω από τα διαθέσιμα ηλεκτρόνια του για να επιτρέψει την κοινή χρήση των τεσσάρων ηλεκτρονίων.
Κάθε άτομο πρέπει πρώτα να συγχωνεύσει το πιο εξωτερικό του τροχιακό με ένα τροχιακό p για να σχηματίσει το τροχιακό sp. Αυτό το υβριδικό τροχιακό θα περιέχει δύο ηλεκτρόνια. Τα τροχιακά sp κάθε ατόμου θα επικαλύπτονται, επομένως κάθε άτομο έχει πρόσβαση και στα δύο ηλεκτρόνια. Τέτοιοι δεσμοί ονομάζονται δεσμοί σίγμα. Στη συνέχεια, κάθε άτομο θα μοιράζεται δύο ηλεκτρόνια με το άλλο άτομο χρησιμοποιώντας ένα από τα δύο εναπομείναντα τροχιακά του p. Τα ηλεκτρόνια που μοιράζονται σε επικαλυπτόμενα τροχιακά p ονομάζονται δεσμοί pi. Ο διπλός δεσμός εμφανίζει έναν δεσμό σ και έναν δεσμό π.
Παράδειγμα διπλού δεσμού
Το αιθυλένιο (C2H4) είναι ένας υδρογονάνθρακας με διπλό δεσμό μεταξύ δύο ατόμων άνθρακα. Άλλες ολεφίνες περιέχουν επίσης διπλούς δεσμούς. Διπλοί δεσμοί παρατηρούνται σε ιμίνες (C=N), σουλφοξείδια (S=O) και αζωενώσεις (N=N).
Οι διαφορές μεταξύ απλών, διπλών και τριπλών δεσμών είναι οι εξής:
-
Ορισμός:
Μοναδικός δεσμός:Ένας μεμονωμένος δεσμός προκύπτει με την κοινή χρήση ενός ζεύγους ηλεκτρονίων σθένους.
Διπλός δεσμός:Ο διπλός δεσμός προκύπτει με την κοινή χρήση δύο ζευγών ηλεκτρονίων σθένους.
Τριπλός δεσμός:Ένας τριπλός δεσμός προκύπτει με την κοινή χρήση τριών ζευγών ηλεκτρονίων σθένους.
-
Αντιδραστικότητα:
Μοναδικός δεσμός:Ο μεμονωμένος δεσμός είναι λιγότερο αντιδραστικός.
Διπλός δεσμός:Οι διπλοί δεσμοί είναι μέτρια αντιδραστικοί.
Triple Bond:Τρία πλήκτρα είναι πολύ εύχρηστα.
-
Μήκος βιβλιοδεσίας:
Μοναδικός δεσμός:Ένας μεμονωμένος δεσμός έχει μεγάλο μήκος δεσμού.
Διπλός δεσμός:Οι διπλοί δεσμοί έχουν μέσο μήκος δεσμού.
Τριπλός δεσμός:Η αντοχή του δεσμού ενός τριπλού δεσμού είναι χαμηλή.
-
Υποψήφιος:
Single Bond:Τα μεμονωμένα πλήκτρα αντιπροσωπεύονται από μία παύλα (CC).
Διπλός δεσμός:Ένας διπλός δεσμός αντιπροσωπεύεται από δύο παράλληλες παύλες (C=C).
Τριπλός δεσμός:Ένας τριπλός δεσμός αντιπροσωπεύεται από τρεις παράλληλες παύλες (C≡C).
Παραδείγματα:
Μοναδικός δεσμός:π.χ. αλκάνια όπως μεθάνιο, αιθάνιο, προπάνιο, βουτάνιο κ.λπ.
Διπλοί δεσμοί:όπως αιθυλένιο, προπυλένιο, καρβονύλια (C=O), αζωενώσεις (N=N), ιμίνες (C=N) και σουλφοξείδια ( S=O).
Τριπλοί δεσμοί:όπως άζωτο (N≡N), ιόντα κυανιδίου (C≡N), ακετυλένιο (CH≡CH) και μονοξείδιο του άνθρακα (C≡O ).
Συμπέρασμα
Ένας ομοιοπολικός δεσμός στον οποίο δύο ζεύγη ηλεκτρονίων, αντί του συνηθισμένου ζεύγους ηλεκτρονίων, μοιράζονται μεταξύ δύο ατόμων, συνηθέστερα μεταξύ ατόμων άνθρακα και άνθρακα, οξυγόνου ή αζώτου, αλλά είναι γνωστές πολλές άλλες μορφές. Όλοι οι διπλοί δεσμοί, ανεξάρτητα από τα άτομα που τους συνδέουν, θα αποτελούνται από έναν δεσμό σίγμα και έναν δεσμό pi. Αυτή η τροχιακή άποψη των διπλών δεσμών είναι πραγματικά σημαντική μόνο σε αυτό το επίπεδο σε οργανικές ενώσεις. Εάν θέλετε να μάθετε περισσότερα σχετικά με αυτό, κάντε κλικ στον πρώτο σύνδεσμο παρακάτω, ο οποίος θα σας μεταφέρει σε ένα μενού με μια ενότητα αφιερωμένη σε οργανικούς συνδέσμους. Θα βρείτε επαναλαμβανόμενες περιγραφές του αιθυλενίου, αλλά θα βρείτε επίσης πληροφορίες σχετικά με τους δεσμούς σε διπλούς δεσμούς βενζολίου και άνθρακα-οξυγόνου.
