Ομοιοπολικός δεσμός σε άτομο άνθρακα

Οι ομοιοπολικοί δεσμοί είναι μια κατηγορία συνθετικών δεσμών όπου τα ηλεκτρόνια σθένους διαιρούνται σε δύο μόρια, συνήθως δύο μη μέταλλα. Η διάταξη ενός ομοιοπολικού δεσμού επιτρέπει στα αμέταλλα να συμμορφωθούν με τον κανόνα της οκτάδας και, σύμφωνα με αυτές τις γραμμές, να γίνουν πιο σταθερά. Η ομοιοπολική συγκράτηση απαιτεί μια συγκεκριμένη κατεύθυνση μεταξύ των μορίων για να επιτευχθεί η διασταύρωση μεταξύ των τροχιακών συγκράτησης.

Τετρασθενές του άνθρακα

Ο άνθρακας είναι ένα αμέταλλο στην ομάδα 14 του περιοδικού πίνακα. Ο πυρηνικός αριθμός του άνθρακα είναι έξι, με ηλεκτρονική διάταξη 2, 4. Κατά μήκος αυτών των γραμμών, ο άνθρακας έχει τέσσερα ηλεκτρόνια σθένους στο κέλυφος σθένους. Τα ηλεκτρόνια σθένους είναι τα ηλεκτρόνια στο εξωτερικό επίπεδο ενέργειας ενός μορίου που σχετίζονται με τη διάταξη του συνθετικού δεσμού.

Ο άνθρακας χρειάζεται άλλα τέσσερα ηλεκτρόνια σθένους για να γεμίσει το εξώτατο ενεργειακό του επίπεδο με οκτώ ηλεκτρόνια. Ένα πλήρες εξωτερικό επίπεδο ενέργειας είναι η πιο σταθερή πορεία δράσης των ηλεκτρονίων.

Ο άνθρακας μπορεί να σχηματίσει τέσσερις ομοιοπολικούς δεσμούς. Οι ομοιοπολικοί δεσμοί είναι δεσμοί που σχηματίζονται μεταξύ μη μετάλλων. Σε έναν ομοιοπολικό δεσμό, δύο μόρια μοιράζονται μερικά ηλεκτρόνια. Πλαισιώνοντας τέσσερις ομοιοπολικούς δεσμούς, ο άνθρακας μοιράζεται τέσσερα σετ ηλεκτρονίων, γεμίζοντας το εξωτερικό ενεργειακό του επίπεδο και επιτυγχάνοντας αξιοπιστία.

Διαφορετικοί τύποι ενώσεων άνθρακα

• Ενώσεις κορεσμένου άνθρακα:Πρόκειται για ενώσεις στις οποίες τα άτομα άνθρακα συνδέονται μεταξύ τους με έναν μόνο δεσμό μόνο για να σχηματίσουν την αλειφατική ή δακτυλιοειδή διαμόρφωση. Τα αλκάνια όπως το μεθάνιο, το αιθάνιο κ.λπ., είναι τέλεια παραδείγματα.
• Ακόρεστες ενώσεις άνθρακα:Πρόκειται για ενώσεις στις οποίες τα άτομα άνθρακα συνδέονται μεταξύ τους με διπλούς δεσμούς ή τριπλούς δεσμούς και απλούς δεσμούς για να φτάσουν σε διαμόρφωση αλυσίδας ή δακτυλίου. Το αιθένιο, το βενζόλιο κ.λπ., ανήκουν σε αυτή την κατηγορία ενώσεων άνθρακα.

Ομοιοπολικός δεσμός και ομοιοπολικές ενώσεις

Ο ομοιοπολικός δεσμός είναι ο διατομικός δεσμός που σχηματίζεται από την κοινή χρήση ενός ζεύγους ηλεκτρονίων μεταξύ δύο ατόμων. Η ηλεκτροστατική έλξη των πυρήνων των δύο ατόμων για τα ίδια ηλεκτρόνια προκαλεί τον δεσμό σε ομοιοπολικές ενώσεις.

Μια ομοιοπολική ένωση είναι ένα μόριο που παράγεται από ομοιοπολικούς δεσμούς στους οποίους ένα ή περισσότερα ζεύγη ηλεκτρονίων σθένους μοιράζονται τα άτομα.

Τύποι ομοιοπολικών δεσμών

Όλοι οι δεσμοί αντιπροσωπεύονται ως απλές γραμμές στον τύπο αιθανίου Lewis που φαίνεται. Κάθε δεσμός αποτελείται από δύο ηλεκτρόνια, γνωστά ως ηλεκτρόνια σύνδεσης. Είναι επίσης εφικτό δύο άτομα να μοιράζονται τέσσερα ηλεκτρόνια εάν είναι συνδεδεμένα μεταξύ τους. Αυτή η δομή σύνδεσης, γνωστή ως διπλός δεσμός, απεικονίζεται με δύο γραμμές που αντιπροσωπεύουν δύο ηλεκτρόνια.

Ένα παράδειγμα είναι το μόριο αιθενίου που απεικονίζεται παρακάτω.

Έξι ηλεκτρόνια μπορούν να μοιραστούν μεταξύ δύο ατόμων. Σε αυτήν την περίπτωση, η αναπαράσταση αποτελείται από τρεις απλές γραμμές, μια διαμόρφωση γνωστή ως τριπλός δεσμός. Το μόριο ακετυλενίου απεικονίζει έναν τριπλό δεσμό.

Αυτή η ονοματολογία (μονός, διπλός ή τριπλός δεσμός) είναι αρκετά ευέλικτη και ανεπίσημη. Ωστόσο, οι υπολογισμοί δεν αντιπροσωπεύουν με ακρίβεια την πραγματική φύση των ομολόγων. Είναι, ωστόσο, αρκετά ωφέλιμα σε διάφορα σενάρια.

Ομοιοπολικός πολικός δεσμός

Ο ομοιοπολικός πολικός δεσμός σχηματίζεται μεταξύ των δύο ατόμων όπου τα ηλεκτρόνια που σχηματίζουν τον δεσμό κατανέμονται άνισα. Τα ηλεκτρόνια θα έλκονται σε περισσότερα ηλεκτραρνητικά άτομα. Ως αποτέλεσμα, το κοινό ζεύγος ηλεκτρονίων θα είναι πιο κοντά σε αυτό το άτομο. Οξυγόνο-υδρογόνο, άζωτο-υδρογόνο και θείο-οξυγόνο είναι μόρια που σχηματίζουν δεσμούς υδρογόνου λόγω ενός μη ισορροπημένου ηλεκτροστατικού δυναμικού.

Μη πολικός ομοιοπολικός δεσμός

Αυτή η ομοιοπολική σύνδεση δημιουργείται όταν δύο άτομα μοιράζονται ίσο αριθμό ηλεκτρονίων. Μη πολικοί ομοιοπολικοί δεσμοί σχηματίζονται όταν τα άτομα που συνδυάζονται έχουν συγκρίσιμες συγγένειες ηλεκτρονίων (διατομικά στοιχεία).

Μη πολικοί ομοιοπολικοί δεσμοί, για παράδειγμα, μπορεί να υπάρχουν σε μόρια αερίου όπως αέριο υδρογόνο, αέριο άζωτο κ.λπ.

Σχηματισμός ομοιοπολικού δεσμού

Οι ομοιοπολικοί δεσμοί προκύπτουν επειδή παρέχουν στα άτομα μια πιο σταθερή διαμόρφωση ηλεκτρονίων. Ένα άτομο οξυγόνου έχει από μόνο του έξι ηλεκτρόνια σθένους. Κάθε άτομο οξυγόνου περιέχει οκτώ ηλεκτρόνια σθένους αφού μοιράζεται δύο ζεύγη ηλεκτρονίων σθένους. Αυτό γεμίζει το εξωτερικό επίπεδο ενέργειας του, με αποτέλεσμα την πιο σταθερή διαμόρφωση ηλεκτρονίων. Τα κοινά ηλεκτρόνια έλκονται και από τους δύο πυρήνες οξυγόνου και αυτή η δύναμη έλξης κρατά τα δύο άτομα στο μόριο οξυγόνου μαζί.

Σχηματισμός ομοιοπολικών δεσμών σε ενώσεις άνθρακα

Ένα άτομο άνθρακα μπορεί να δημιουργήσει ομοιοπολικές συνδέσεις με άλλα άτομα άνθρακα ή άτομα άλλων στοιχείων. Ο άνθρακας συχνά σχηματίζει δεσμούς με το υδρογόνο. Οι υδρογονάνθρακες είναι ενώσεις που περιλαμβάνουν άνθρακα και υδρογόνο. Το μεθάνιο (CH4) είναι ένα παράδειγμα υδρογονάνθρακα. Ένα μόνο άτομο άνθρακα σχηματίζει ομοιοπολικές συνδέσεις με τέσσερα άτομα υδρογόνου στο μεθάνιο.

Συγκόλληση ένωσης άνθρακα

Ο άνθρακας δημιουργεί ομοιοπολικούς δεσμούς με άλλα άτομα στα μόριά του. Ο άνθρακας έχει σθένος τεσσάρων σε κάθε ένωση, που δείχνει ότι είναι τετρασθενής. Ο άνθρακας έχει ατομικό αριθμό έξι και το πρώτο κέλυφος έχει μόλις δύο ηλεκτρόνια, ενώ το εξωτερικό περίβλημα περιλαμβάνει τέσσερα ηλεκτρόνια. Το άτομο άνθρακα μπορεί να επιτύχει τη διαμόρφωση ευγενούς αερίου μοιράζοντας τα ηλεκτρόνια του σθένους με άλλα άτομα άνθρακα ή άτομα άλλων στοιχείων και σχηματίζοντας έναν ομοιοπολικό δεσμό.

Ιδιότητες ομοιοπολικών δεσμών

• Είναι εξαιρετικά ισχυροί χημικοί δεσμοί που σχηματίζονται μεταξύ ατόμων.
• Δεν παράγουν επιπλέον ηλεκτρόνια. Ο σύνδεσμος απλώς τους συνδέει.
• Σπάνια διαλύονται αυθόρμητα μετά τον σχηματισμό.
• Είναι κατευθυντικά, που σημαίνει ότι τα συνδεδεμένα άτομα έχουν διακριτούς προσανατολισμούς μεταξύ τους.
• Οι περισσότερες ομοιοπολικά συνδεδεμένες χημικές ουσίες έχουν σχετικά χαμηλά σημεία τήξης και βρασμού.
• Οι ομοιοπολικά συνδεδεμένες ενώσεις έχουν συχνά χαμηλότερες ενθαλπίες εξάτμισης και σύντηξης.
• Λόγω έλλειψης ελεύθερων ηλεκτρονίων, τα ομοιοπολικά μόρια δεν άγουν ηλεκτρισμό.
• Το νερό δεν διαλύει ομοιοπολικές ενώσεις.

Συμπέρασμα

Ο ομοιοπολικός δεσμός είναι μια ελκτική δύναμη που συγκρατεί δύο άτομα μαζί που μοιράζονται ένα ζεύγος ηλεκτρονίων σθένους. Ο ομοιοπολικός δεσμός προκύπτει μεταξύ ατόμων μη μετάλλου. Μια ομοιοπολική ένωση σχηματίζεται όταν συνδέονται μεταξύ τους άτομα διαφορετικών στοιχείων. Δεδομένου ότι τα κοινά ηλεκτρόνια καταλαμβάνουν το εξωτερικό επίπεδο ενέργειας κάθε ατόμου, αναπτύσσονται ομοιοπολικές συνδέσεις.

Αυτή είναι η πιο σταθερή διαμόρφωση ηλεκτρονίων. Ο άνθρακας έχει υψηλό βαθμό κατένωσης, σχηματίζοντας ομοιοπολικές συνδέσεις με άτομα άνθρακα ή άλλα στοιχεία. Δεδομένου ότι ο άνθρακας έχει τέσσερα ηλεκτρόνια σθένους, μπορεί να δημιουργήσει τέσσερις ομοιοπολικούς δεσμούς για να αποκτήσει ένα πλήρες εξωτερικό επίπεδο ενέργειας. Σχηματίζει ενώσεις γνωστές ως υδρογονάνθρακες όταν συνδέεται αποκλειστικά με το υδρογόνο. Ο άνθρακας μπορεί να δημιουργήσει ομοιοπολικούς δεσμούς με άλλους άνθρακες σε απλή, διπλή ή τριπλή μορφή.