Wiązania kowalencyjne to wiązania chemiczne, w których dwa lub więcej pierwiastków łączy się ze sobą, dzieląc elektrony, a nie przenosząc elektrony, jak ma to miejsce w przypadku wiązań jonowych. Wiązania te mają tendencję do występowania z niemetalowymi elementami układu okresowego. Woda jest znaną substancją składającą się z wodoru i tlenu połączonych wiązaniami kowalencyjnymi. Te pierwiastki są uważane za kowalencyjne. Inne pierwiastki, które mogą tworzyć wiązania kowalencyjne obejmują azot, węgiel i fluor.
Charakterystyka niemetali
Układ okresowy jest podzielony na dwie szerokie grupy: metale i niemetale. W układzie okresowym występuje 18 niemetali i ponad 80 metali. Chociaż grupa niemetali obejmuje pierwiastki, które wykazują szeroką gamę cech, wszystkie te pierwiastki mają pewne cechy wspólne. Na przykład niemetale są gorszymi przewodnikami ciepła i elektryczności niż elementy metalowe. Niemetale są również mniej gęste niż metale i mają niższą temperaturę topnienia i wrzenia. Podstawową cechą niemetali, która czyni je kowalencyjnymi, jest to, że są one silnie elektroujemne, co zwiększa prawdopodobieństwo tworzenia wiązań kowalencyjnych. Niemetale stanowią również większość tkanek żywych organizmów.
Charakterystyka wiązań kowalencyjnych
Ponieważ niemetale są silnie elektroujemne, niechętnie oddają swoje elektrony podczas procesu wiązania. Mniej elektroujemnych pierwiastków metalowych łatwo odda swoje elektrony podczas wiązania, aby stworzyć stabilny związek poprzez wiązanie jonowe. Podczas wiązania jonowego wiele metali odda elektrony niemetalom. Opierając się na regule oktetu, która mówi, że pierwiastki chcą mieć liczbę elektronów jako najbliższy stabilny gaz szlachetny, związki powstają między dwoma wysoce elektroujemnymi pierwiastkami niemetalicznymi, dzieląc elektrony, których żaden element nie chce poddać się. Ponieważ wiązania kowalencyjne są zwykle tworzone między dwoma niemetalami, związki te wykazują wiele takich samych cech jak pierwiastki niemetaliczne.
Elementy kowalencyjne
Do niemetalicznych pierwiastków kowalencyjnych występujących w układzie okresowym należą:
- wodór
- węgiel
- azot
- fosfor
- tlen
- siarka
- selen
Ponadto wszystkie pierwiastki halogenowe, w tym fluor, chlor, brom, jod i astatyn, są wszystkie kowalencyjnymi pierwiastkami niemetalicznymi. Niemetalowymi pierwiastkami kowalencyjnymi są również niezwykle stabilne gazy szlachetne, w tym hel, neon, argon, krypton, ksenon i radon. Pierwiastki te tworzą ze sobą wiązania, dzieląc elektrony, tworząc związki.
Wspólne związki kowalencyjne
Związki kowalencyjne nazywa się wymieniając pierwszy, drugi i kolejne elementy we wzorze związku, a następnie dodając końcówkę „-ide” do ostatniego elementu. Jeśli związek ma więcej niż jeden elektron na pierwiastek, liczba elektronów jest dodawana w indeksie dolnym obok pierwiastka. Na przykład CF4 lub tetrafluorek węgla to jeden związek kowalencyjny, który jest uważany za silny gaz cieplarniany. Niektóre z najbardziej powszechnych związków występujących naturalnie na ziemi są zbudowane z pierwiastków niemetalicznych i ich wiązań kowalencyjnych. Na przykład woda lub H2O jest najpowszechniejszym związkiem na ziemi i jest tworzona przez wiązanie kowalencyjne między dwoma elektronami wodoru i jednym elektronem tlenu.