Який тип зв'язку з’єднує два атоми Гідрогену?

Зв'язок, що з'єднує два атоми водню в молекулі газоподібного водню, є класичним ковалентним зв'язком. Зв’язок легко проаналізувати, оскільки атоми водню мають лише один протон і один електрон. Електрони знаходяться в єдиній електронній оболонці атома Гідрогену, де є місце для двох електронів.

Оскільки атоми водню ідентичні, жоден з них не може взяти електрон у іншого, щоб завершити його електронну оболонку і утворити іонний зв’язок. В результаті два атоми Гідрогену ділять два електрони в ковалентному зв’язку. Електрони проводять більшу частину часу між позитивно зарядженими ядрами водню, залучаючи їх обох до негативного заряду двох електронів.

TL; ДР (занадто довгий; Не читав)

Молекули газоподібного водню складаються з двох атомів водню в ковалентному зв’язку. Атоми водню також утворюють ковалентні зв’язки в інших сполуках, наприклад у воді з атомом кисню та у вуглеводнях з атомами вуглецю. У разі води ковалентно зв’язані атоми водню можуть утворювати додаткові міжмолекулярні водневі зв’язки, які слабкіші за ковалентні молекулярні зв’язки. Ці зв'язки надають воді деякі її фізичні характеристики.

Атоми водню в Н₂O молекула води утворює той самий вид ковалентного зв’язку, що і в газоподібному водню, але з атомом кисню. У своїй зовнішній електронній оболонці атом кисню має шість електронів, де є місце для восьми електронів. Щоб заповнити свою оболонку, атом кисню розділяє два електрони двох атомів водню у ковалентному зв’язку.

На додаток до ковалентного зв’язку молекула води утворює додаткові міжмолекулярні зв’язки з іншими молекулами води. Молекула води - це полярний диполь, що означає, що один кінець молекули, кінець кисню, заряджений негативно, а інший кінець двома атомами водню має позитивний заряд. Негативно заряджений атом кисню однієї молекули притягує один із позитивно заряджених атомів водню іншої молекули, утворюючи диполь-дипольний водневий зв’язок. Цей зв’язок слабший, ніж ковалентний молекулярний зв’язок, але він утримує молекули води разом. Ці міжмолекулярні сили надають воді специфічні характеристики, такі як високий поверхневий натяг і відносно висока температура кипіння для ваги молекули.

Вуглець має чотири електрони у своїй зовнішній електронній оболонці, де є місце для восьми електронів. В результаті в одній конфігурації вуглець ділиться чотирма електронами з чотирма атомами водню, щоб заповнити свою оболонку ковалентним зв’язком. Отриманою сполукою є СН₄, метан.

Хоча метан з його чотирма ковалентними зв’язками є стабільною сполукою, вуглець може вступати в інші конфігурації зв’язків з воднем та іншими атомами вуглецю. Чотири зовнішні електронні конфігурації дозволяють вуглецю створювати молекули, які складають основу багатьох складних сполук. Всі такі зв’язки є ковалентними зв’язками, але вони забезпечують велику гнучкість вуглецю в поведінці зв’язування.

Коли атоми вуглецю утворюють ковалентні зв’язки з менше ніж чотирма атомами водню, додаткові зв’язуючі електрони залишаються у зовнішній оболонці атома вуглецю. Наприклад, два атоми вуглецю, які утворюють ковалентні зв’язки з трьома атомами Гідрогену, можуть утворювати ковалентний зв’язок один з одним, ділячись своїми єдиними електронами, що залишились. Ця сполука - це етан, C₂H₆.

Подібним чином два атоми вуглецю можуть зв’язуватися з двома атомами водню кожен і утворювати подвійний ковалентний зв’язок між собою, ділячи між собою свої чотири залишки електронів. Ця сполука є етиленом, C₂H₄. В ацетилені, С₂H₂, два атоми вуглецю утворюють потрійний ковалентний зв’язок і єдиний зв’язок з кожним із двох атомів водню. У цих випадках беруть участь лише два атоми вуглецю, але два атоми вуглецю можуть легко підтримувати лише одинарні зв’язки між собою, а решту використовувати для зв’язку з додатковими атомами вуглецю.

Пропан, С₃H₈, має ланцюг із трьох атомів вуглецю з одинарними ковалентними зв’язками між собою. Два кінцеві атоми вуглецю мають єдиний зв’язок із середнім атомом вуглецю та три ковалентні зв’язки з трьома атомами водню в кожному. Середній атом вуглецю має зв’язки з двома іншими атомами вуглецю та двома атомами водню. Такий ланцюг може бути набагато довшим і є основою для багатьох складних органічних сполук вуглецю, що знаходяться в природі, і всі вони засновані на одному і тому ж вигляді ковалентного зв’язку, що поєднує два атоми водню.