Pokud jste přišli ve své výuce chemie, narazili jste na téma chemických vazeb mezi atomy a molekulami, a možná jste se dokonce dozvěděli jména několika (která jsou celkem v pohodě) skutečnost). Pokud by vás ale někdo požádal, abyste uvedli tři důvody pro vznik chemické vazby, dokázali byste svému zvědavému příteli pomoci?
Jak se dozvíte, existuje celá řada typů chemických vazeb, ale všechny vazby mezi atomy se tvoří stejně základní důvod: příležitost pro zúčastněné atomy dokončit své nejvzdálenější elektronové skořápky nebo valenci mušle. Stejně jako mnoho atomů živých bytostí není žádný typ atomu (a existuje 118 jednotlivých druhů, nazývaných prvky) v nejpohodlnějším stavu, zatímco existuje sám.
Základy atomu
Všechny atomy mají jeden nebo více protony,neutrony a elektrony, s výjimkou vodíku, který se skládá z jednoho protonu a elektronu. Počet protonů a elektronů je v neutrálních atomech stejný a určuje jejich individuální identitu, tj. Jaký prvek je každý z nich.
Protože protony jsou kladně nabité, zatímco elektrony nesou záporný náboj o velikosti protonového náboje, je samotný atom neutrální, protože neutrony, jak se sluší jejich jménu, nemají žádný náboj. Na druhou stranu jsou protony a neutrony velmi podobné hmotě a zaujímají střed atomu v jádru. Elektrony jsou asi 2 000krát méně hmotné než již tak malé protony a neutrony.
Elektrony jsou koncipovány jako poletující v určité vzdálenosti od jádra v kvantovaných energetických úrovních. Jsou na špatně definovaných vnějších okrajích atomů, jsou to subatomové částice, které se účastní chemické vazby.
Klasifikace chemických vazeb
Existují tři základní způsoby (nebo čtyři, v závislosti na vaší úrovni permisivity), kterými mohou atomy vytvářet chemickou vazbu; příklady každého z nich jsou uvedeny níže.
Kovalentní vazba: Jedním z důvodů, proč atomy vytvářejí vazby, je to, že jsou schopné sdílet elektrony s jinými atomy, aby dokončily valenční skořápky obou. Valenční skořápky nejlehčích dvou prvků, vodíku a helia, mohou pojmout až dva elektrony; valenční skořápky většiny známých prvků pojmou osm elektronů. Molekula vody H2Ó, se skládá ze tří atomů a dvou identických kovalentních H – O vazeb.
Iontová vazba: Druhým důvodem, proč atomy vytvářejí vazby, je to, že jsou schopné darovat elektrony jiným atomům nebo je přijímat od jiných atomů, aby dokončily své příslušné valenční skořápky. Tyto vazby jsou obvykle silnější než kovalentní vazby kvůli rozdílu elektronegativity mezi nimi (spíše fyzický impuls pro „dar“ než „sdílení“). NaClnebo chlorid sodný je iontová sloučenina.
Kovové pouto: Třetím důvodem, proč atomy vytvářejí vazby, je to, že v některých prvcích, nazývaných kovy, elektrony v atomech ve stejné „sousedství“ putují daleko od jejich jádra a stávají se součástí „elektronového moře“, ve kterém elektrony s nejvyšší energií nejsou zřetelně spojeny s žádným z rodičů jádro. K tomu dochází, když se kov nachází ve své monatomické formě, tj. Vázaný pouze na sebe; to je míněno výrazem „čisté zlato“ nebo „čistá platina“.
Vodíková vazba": Atomy vodíku, které v některých molekulách nesou mírný kladný náboj, mohou tvořit silné elektrostatické přitažlivosti k negativně nabitým atomům na přilehlý molekuly. K tomu dochází v kapalinách, jako je voda, kde tyto vazby představují neobvykle vysoký bod varu vody mezi lehkými kapalinami při pokojové teplotě.
Proč atomy „chtějí“ plné valenční náboje?
Stručně řečeno, atomy jsou „pohodlnější“ nebo usazené z hlediska čisté energie, když jsou jejich valenční skořápky úplné. I když je analogie nedokonalá, představte si balvan, který je na vrcholu hory udržován nestabilní půdou.
I když balvan může v tomto stavu fyzicky existovat a být řádně podepřen špínou a kamením, pokud by měl svoji „cestu“ gravitace by vytáhla skálu směrem k nejnižší dostupné nadmořské výšce, aby se její potenciální energie snížila na minimum hodnota.