A hidrogéngáz molekulában két hidrogénatomot összekötő kötés klasszikus kovalens kötés. A kötést könnyű elemezni, mert a hidrogénatomoknak csak egy-egy protonja és egy-egy elektronja van. Az elektronok a hidrogénatom egyetlen elektrontartalmú héjában vannak, amelyben két elektronnak van helye.
Mivel a hidrogénatomok azonosak, egyikük sem veheti el az elektront a másiktól, hogy kitöltse elektronhéját és ionkötést alkosson. Ennek eredményeként a két hidrogénatom kovalens kötésben osztja meg a két elektront. Az elektronok idejük nagy részét a pozitív töltésű hidrogénmagok között töltik, vonzva mindkettőjüket a két elektron negatív töltéséhez.
TL; DR (túl hosszú; Nem olvastam)
A hidrogéngáz molekulái két hidrogénatomból állnak, kovalens kötésben. A hidrogénatomok kovalens kötéseket képeznek más vegyületekben is, például oxigénatomos vízben és szénatomot tartalmazó szénhidrogénekben. A víz esetében a kovalensen kötött hidrogénatomok további molekulák közötti hidrogénkötéseket képezhetnek, amelyek gyengébbek, mint a kovalens molekuláris kötések. Ezek a kötések a víz fizikai tulajdonságainak egy részét adják.
Kovalens kötések a vízben
A hidrogénatomok a H-ban2Az O vízmolekula ugyanolyan típusú kovalens kötést alkot, mint a hidrogéngázban, de az oxigénatommal. Az oxigénatomnak hat elektronja van a legkülső elektronhéjában, amelyben nyolc elektronnak van helye. Héjának kitöltésére az oxigénatom kovalens kötésben osztja meg a két hidrogénatom két elektronját.
A kovalens kötés mellett a vízmolekula további intermolekuláris kötéseket képez más vízmolekulákkal. A vízmolekula poláris dipólus, ami azt jelenti, hogy a molekula egyik vége, az oxigén vége negatívan töltődik fel, a másik végén pedig a két hidrogénatom pozitív töltéssel rendelkezik. Az egyik molekula negatív töltésű oxigénatomja vonzza egy másik molekula pozitív töltésű hidrogénatomját, és dipól-dipól hidrogénkötést képez. Ez a kötés gyengébb, mint a kovalens molekuláris kötés, de összetartja a vízmolekulákat. Ezek az intermolekuláris erők vízspecifikus jellemzőket adnak, például nagy felületi feszültséget és viszonylag magas forráspontot a molekula tömegéhez.
Szén- és hidrogén-kovalens kötések
A szénnek négy elektronja van a legkülső elektronhéjban, amelyben nyolc elektron fér el. Ennek eredményeként egy konfigurációban a szén négy elektront oszt meg négy hidrogénatommal, hogy héja kovalens kötésben legyen. A kapott vegyület CH4, metán.
Míg a metán négy kovalens kötésével stabil vegyület, a szén más kötéskonfigurációkba léphet hidrogénnel és más szénatomokkal. A négy külső elektronkonfiguráció lehetővé teszi a szén számára, hogy molekulákat hozzon létre, amelyek számos komplex vegyület alapját képezik. Az összes ilyen kötés kovalens kötés, de nagy rugalmasságot enged meg a szén számára a kötési viselkedésében.
Kovalens kötések szénláncokban
Amikor a szénatomok kovalens kötéseket képeznek, kevesebb mint négy hidrogénatommal, akkor extra kötő elektronok maradnak a szénatom külső héjában. Például két szénatom, amely három hidrogénatommal kovalens kötést képez, mindegyik kovalens kötést alakíthat ki egymással, megosztva egyetlen megmaradó kötő elektronjukat. Ez a vegyület etán, C2H6.
Hasonlóképpen két szénatom megköthet két-két hidrogénatommal, és kettős kovalens kötést alkothat egymással, megosztva a négy megmaradt elektronjukat. Ez a vegyület etilén, C2H4. Acetilénben C2H2a két szénatom hármas kovalens kötést és egyszeres kötést alkot a két hidrogénatom mindegyikével. Ezekben az esetekben csak két szénatom vesz részt, de a két szénatom könnyen csak egyetlen kötést képes fenntartani egymással, a többit pedig további szénatomokkal való kötéshez használja.
Propán, C.3H8, három szénatomja van, amelyek között egyetlen kovalens kötés van. A két végső szénatomnak egyetlen kötése van a középső szénatommal, és három kovalens kötésük van, mindegyikük három hidrogénatommal. A középső szénatom megköti a másik két szénatomot és két hidrogénatomot. Egy ilyen lánc sokkal hosszabb lehet, és számos, a természetben található komplex szerves szénvegyület alapja, mind ugyanazon a kovalens kötésen alapul, amely két hidrogénatomot köt össze.