Eine kovalente Bindung tritt auf, wenn zwei oder mehr Atome ein oder mehrere Elektronenpaare teilen. Die Elektronenschichten, die sich um einen Atomkern drehen, sind nur dann stabil, wenn die äußerste Schicht eine bestimmte Anzahl hat. Vergleichen Sie diese chemische Eigenschaft mit einem dreibeinigen Stuhl – damit er stabil ist, muss er mindestens drei Beine haben. Atome funktionieren auf die gleiche Weise, da die Stabilität von der richtigen Anzahl von Elektronen abhängt.
Biatomare Moleküle
Die häufigste kovalente Bindung ist in zweiatomigen Molekülen vorhanden oder in solchen, die aus zwei gleichen Atomen bestehen. Sauerstoff kommt natürlicherweise als O2 vor, und Wasserstoff (H2) und Chlor (Cl2) kommen in der Natur auf die gleiche Weise vor.
Einzelelektronenbindungen
Chlor und Wasserstoff bilden sich, indem sie sich ein Elektronenpaar teilen. Dies bedeutet, dass in der äußersten Elektronenschicht jedes Atoms ein Elektron von jedem Atompaar und zwischen den beiden Atomen geteilt wird. Methangas oder CH4 wird auch durch eine Einelektronenbindung gebildet. Jedes Wasserstoffatom teilt sich ein Elektron mit dem Kohlenstoffatom. Als Ergebnis hat das Kohlenstoffatom eine stabile Anzahl von acht Elektronen in seiner äußeren Schicht, und jedes Wasserstoffatom hat die volle Zahl von zwei Elektronen in seiner einsamen Schicht.
Doppelelektronenbindungen
Eine kovalente Doppelbindung entsteht, wenn Atompaare zwei Elektronen teilen. Erwartungsgemäß sind diese Verbindungen stabiler als Wasserstoff oder Chlor, da die Bindung zwischen den Atomen doppelt so stark ist wie kovalente Einzelelektronenbindungen. Das O2-Molekül teilt sich 2 Elektronen zwischen jedem Atom, wodurch eine hochstabile Atomstruktur entsteht. Als Ergebnis muss die kovalente Bindung aufgebrochen werden, bevor Sauerstoff mit einer anderen Chemikalie oder Verbindung reagiert. Ein solcher Prozess ist die Elektrolyse, die Bildung oder Aufspaltung von Wasser in seine chemischen Elemente Wasserstoff und Sauerstoff.
Gasförmig bei Raumtemperatur
Durch kovalente Bindung gebildete Partikel sind bei Raumtemperatur gasförmig und haben extrem niedrige Schmelzpunkte. Während die Bindungen zwischen Atomen in einem einzelnen Molekül sehr stark sind, sind die Bindungen von einem Molekül zum anderen sehr schwach. Da das kovalent gebundene Molekül sehr stabil ist, haben die Moleküle keinen chemischen Grund, miteinander zu interagieren. Dadurch bleiben diese Verbindungen bei Raumtemperatur im gasförmigen Zustand
Elektrische Leitfähigkeit
Kovalent gebundene Moleküle unterscheiden sich auf andere Weise von ionischen Verbindungen. Wird eine ionisch gebundene Verbindung wie Kochsalz (Natriumchlorid, NaCl) in Wasser gelöst, leitet das Wasser Strom. In der Lösung werden die ionischen Bindungen abgebaut und die einzelnen Elemente wandeln sich in positiv und negativ geladene Ionen um. Aufgrund der Stärke der Bindung zerfallen die Bindungen jedoch nicht in Ionen, sobald eine kovalente Verbindung zu einer Flüssigkeit abgekühlt ist. Als Ergebnis leitet eine Lösung oder ein flüssiger Zustand einer kovalent gebundenen Verbindung keinen Strom.
