Η ομοιοπολική σύνδεση συμβαίνει όταν δύο ή περισσότερα άτομα μοιράζονται ένα ή περισσότερα ζεύγη ηλεκτρονίων. Τα στρώματα των ηλεκτρονίων που περιστρέφονται γύρω από τον πυρήνα ενός ατόμου είναι σταθερά μόνο όταν το εξώτατο στρώμα έχει έναν καθορισμένο αριθμό. Συγκρίνετε αυτήν τη χημική ιδιότητα με ένα τρίποδο κόπρανα - για να είναι σταθερό, πρέπει να έχει τουλάχιστον τρία πόδια. Τα άτομα λειτουργούν με τον ίδιο τρόπο, καθώς η σταθερότητα εξαρτάται από τον σωστό αριθμό ηλεκτρονίων.
Δί-ατομικά μόρια
Ο πιο κοινός ομοιοπολικός δεσμός υπάρχει σε δι-ατομικά μόρια ή σε αυτά που αποτελούνται από δύο από τα ίδια άτομα. Το οξυγόνο εμφανίζεται φυσικά ως Ο2, και το υδρογόνο (Η2) και το χλώριο (Cl2) εμφανίζονται στη φύση με τον ίδιο τρόπο.
Ενιαίοι δεσμοί ηλεκτρονίων
Το χλώριο και το υδρογόνο σχηματίζουν ένα ζευγάρι ηλεκτρονίων. Αυτό σημαίνει στο εξώτατο στρώμα ηλεκτρονίων κάθε ατόμου, ένα ηλεκτρόνιο από κάθε ζεύγος ατόμων και μοιράζεται μεταξύ των δύο ατόμων. Το αέριο μεθανίου, ή CH4, σχηματίζεται επίσης μέσω ενός απλού δεσμού ηλεκτρονίων. Κάθε άτομο υδρογόνου μοιράζεται ένα ηλεκτρόνιο με το άτομο άνθρακα. Ως αποτέλεσμα, το άτομο άνθρακα έχει έναν σταθερό αριθμό οκτώ ηλεκτρονίων στο εξωτερικό στρώμα του, και κάθε άτομο υδρογόνου έχει το πλήρες συμπλήρωμα δύο ηλεκτρονίων στο μόνο στρώμα του.
Διπλοί δεσμοί ηλεκτρονίων
Ένας διπλός ομοιοπολικός δεσμός σχηματίζεται όταν ζεύγη ατόμων μοιράζονται δύο ηλεκτρόνια μεταξύ τους. Όπως μπορεί να αναμένεται, αυτές οι ενώσεις είναι πιο σταθερές από το υδρογόνο ή το χλώριο επειδή ο δεσμός μεταξύ των ατόμων είναι διπλάσιος από τους ομοιοπολικούς δεσμούς απλού ηλεκτρονίου. Το μόριο Ο2 μοιράζεται 2 ηλεκτρόνια μεταξύ κάθε ατόμου, δημιουργώντας μια πολύ σταθερή ατομική δομή. Ως αποτέλεσμα, προτού το οξυγόνο αντιδρά με άλλη χημική ουσία ή ένωση, ο ομοιοπολικός δεσμός πρέπει να σπάσει. Μία τέτοια διαδικασία είναι η ηλεκτρόλυση, ο σχηματισμός ή η διάσπαση του νερού στα χημικά του στοιχεία, υδρογόνο και οξυγόνο.
Αέριο σε θερμοκρασία δωματίου
Τα σωματίδια που σχηματίζονται μέσω ομοιοπολικής σύνδεσης είναι αέρια σε θερμοκρασία δωματίου και έχουν εξαιρετικά χαμηλά σημεία τήξης. Ενώ οι δεσμοί μεταξύ ατόμων σε ένα μεμονωμένο μόριο είναι πολύ ισχυροί, οι δεσμοί από το ένα μόριο στο άλλο είναι πολύ αδύναμοι. Επειδή το ομοιοπολικά συνδεδεμένο μόριο είναι πολύ σταθερό, τα μόρια δεν έχουν χημικό λόγο να αλληλεπιδρούν μεταξύ τους. Ως αποτέλεσμα, αυτές οι ενώσεις παραμένουν σε αέρια κατάσταση σε θερμοκρασία δωματίου
Ηλεκτρική αγωγιμότητα
Τα ομοιοπολικά συνδεδεμένα μόρια διαφέρουν από τις ιοντικές ενώσεις με άλλο τρόπο. Όταν μια ιονικά συνδεδεμένη ένωση, όπως το κοινό επιτραπέζιο άλας (χλωριούχο νάτριο, NaCl) διαλύεται σε νερό, το νερό θα παράγει ηλεκτρισμό. Οι ιοντικοί δεσμοί διασπώνται στο διάλυμα και τα μεμονωμένα στοιχεία μετατρέπονται σε θετικά και αρνητικά φορτισμένα ιόντα. Ωστόσο, λόγω της αντοχής του δεσμού, όταν μια ομοιοπολική ένωση κρυώσει σε ένα υγρό, οι δεσμοί δεν διασπώνται σε ιόντα. Ως αποτέλεσμα, ένα διάλυμα ή υγρή κατάσταση μιας ομοιοπολικώς συνδεδεμένης ένωσης δεν αγωγεί ηλεκτρισμό.