NEPOLARNA KOVALENTNA VEZA: KARAKTERISTIKE, FORMACIJA, VRSTE - KEMIJA - 2025

Nepolarni kovalentna veza je vrsta kemijske veze u kojoj su dva atoma koji posjeduju slične electronegativities udio elektrona da tvore molekulu.

Ova vrsta veze nalazi u velikom broju spojeva koji imaju različite karakteristike, koje se mogu naći između dva atoma dušika koji čine plinovitih vrste (N ₂), a između ugljikovih i vodikovih atoma koji drže molekulu metana zajedno. (CH ₄), na primjer.

Nepolarna kovalentna veza metana. Autor CNX OpenStax, putem Wikimedia Commons

Poznato je kao elektronegativnost na svojstvo koje posjeduju kemijski elementi, a odnosi se na to koliko je velika ili mala sposobnost ovih atomskih vrsta da privlače elektronsku gustoću jedna prema drugoj.

Polarnost nepolarnih kovalentnih veza razlikuje se u elektronegativnosti atoma za manje od 0,4 (što pokazuje Paulingova skala). Kad bi bila veća od 0,4 i manja od 1,7 bila bi polarna kovalentna veza, dok ako bi bila veća od 1,7 bila bi jonska veza.

Treba napomenuti da elektronegativnost atoma opisuje samo one koji su uključeni u kemijsku vezu, odnosno kada su dio molekule.

Opće karakteristike nepolarne kovalentne veze

Izraz "nepolarni" karakterizira molekule ili veze koje ne pokazuju nikakvu polarnost. Kad je molekula nepolarna, to može značiti dvije stvari:

-Oni atomi nisu povezani polarnim vezama.

-Ima veze polarnog tipa, ali su orijentirane na tako simetričan način da svaka otkazuje dipolni trenutak druge.

Autor Jacek FH, iz Wikimedia Commons

Slično tome, postoji veliki broj tvari u kojima njihove molekule ostaju povezane u strukturi spoja, bilo u tekućoj, plinskoj ili krutoj fazi.

Kada se to dogodi, velikim dijelom nastaju zbog takozvanih van der Waalsovih sila ili interakcija, osim temperature i tlačnih uvjeta u kojima se odvija kemijska reakcija.

Ove vrste interakcija, koje se događaju i u polarnim molekulama, događaju se zbog kretanja subatomskih čestica, uglavnom elektrona kada se kreću između molekula.

Zbog ove pojave, u nekoliko trenutaka, elektroni se mogu akumulirati na jednom kraju kemijske vrste, koncentrirajući se na specifična područja molekule i dajući joj svojevrsni djelomični naboj, generirajući određene dipole i čineći molekule da ostanu prilično blizu jedna drugoj. jedni na druge.

Polarnost i simetrija

Međutim, taj mali dipol nije formiran u spojevima povezanim nepolarnim kovalentnim vezama, jer je razlika između njihovih elektronegativnosti praktički jednaka ili potpuno nula.

U slučaju molekula ili veza sastavljenih od dva jednaka atoma, tj. Kada su njihove elektronegativnosti identične, razlika između njih je nula.

U tom smislu, veze se klasificiraju kao nepolarne kovalentne kada je razlika u elektronegativnosti između dva atoma koja čine vezu manja od 0,5.

Naprotiv, kad ovo oduzimanje ima vrijednost između 0,5 i 1,9, karakterizira se kao polarna kovalentna. Dok, kada ta razlika rezultira brojem većim od 1,9, to se definitivno smatra vezom ili spojem polarne prirode.

Dakle, ova vrsta kovalentnih veza nastaje zahvaljujući dijeljenju elektrona između dva atoma koji jednako odustaju od svoje gustoće elektrona.

Iz tog razloga, pored prirode atoma koji su uključeni u ovu interakciju, molekularne vrste koje su povezane ovom vrstom veze obično su prilično simetrične i, zato su te veze obično prilično jake.

Kako nastaje nepolarna kovalentna veza?

Općenito, kovalentne veze nastaju kada par atoma sudjeluje u dijeljenju parova elektrona ili kada je distribucija gustoće elektrona jednaka između obje atomske vrste.

Lewisov model opisuje ove unije kao interakcije koje imaju dvostruku svrhu: dva elektrona se dijele između uključenih para atoma i istodobno ispunjavaju najudaljeniju razinu energije (valentna ljuska) svakog od njih, dajući im veća stabilnost.

Kako se ova vrsta veze temelji na razlici elektronegativnosti između atoma koji je čine, važno je znati da su elementi s najvećom elektronegativnošću (ili više elektronegativni) oni koji elektrone najjače privlače jedni prema drugima.

Ovo svojstvo ima tendenciju povećanja periodičke tablice u smjeru lijevo-desno i u uzlaznom smjeru (odozdo prema gore), tako da je element koji se smatra najmanje elektronegativom periodičke tablice francij (približno 0,7), a onaj s najvećom elektronegativnošću je fluor (otprilike 4,0).

Te se veze češće događaju između dva atoma koji pripadaju ne-metalima ili između ne-metala i atoma metaloidne prirode.

Redoslijed i energija

S više unutarnjeg gledišta, u pogledu energetskih interakcija, može se reći da par atoma privlače jedni druge i tvore vezu ako taj proces rezultira smanjenjem energije sustava.

Isto tako, kada su dani uvjeti favorizirani da se atomi koji djeluju privlače jedni druge, oni se zbližavaju i tada se veza proizvodi ili formira; sve dok ovaj pristup i naknadno spajanje uključuju konfiguraciju koja ima manje energije od početnog rasporeda, u kojoj su atomi odvojeni.

Način na koji se atomske vrste kombiniraju u tvorbu molekula opisan je oktetskim pravilom koje je predložio fizikalno-fizičar rođen u Americi Gilbert Newton Lewis.

Ovo poznato pravilo uglavnom kaže da se atom osim vodika ima tendenciju vezanja sve dok u svojoj valentnoj ljusci nije okružen s osam elektrona.

To znači da kovalentna veza potječe kada svakom atomu nedostaje dovoljno elektrona da ispuni svoj oktet, to jest kada dijele svoje elektrone.

Da bi se postigla stabilnost u CO2 strukturi, ugljikov atom treba formirati dvije dvostruke veze sa svakim atomom kisika, ispunjavajući tako oktetsko pravilo.

Ovo pravilo ima svoje iznimke, ali općenito, to ovisi o prirodi elemenata koji su uključeni u vezu.

Vrste elemenata koji tvore nepolarnu kovalentnu vezu

Kad se formira nepolarna kovalentna veza, dva atoma istog ili različitih elemenata mogu se spojiti dijeljenjem elektrona s njihovih najudaljenijih energetskih razina, koji su dostupni za formiranje veza.

Kad se dogodi ta kemijska unija, svaki atom teži stjecanju najstabilnije elektronske konfiguracije, koja odgovara plemenitim plinovima. Dakle, svaki atom općenito "nastoji" steći najbližu konfiguraciju plemenitog plina na periodičnoj tablici, bilo s manje ili više elektrona u odnosu na izvornu konfiguraciju.

Dakle, kada se dva atoma istog elementa spoje u formiranje nepolarne kovalentne veze, to je zato što im ta unija daje manje energičnu i, dakle, stabilniju konfiguraciju.

Najjednostavniji primjer takvog tipa da plina vodika (H ₂), iako drugi primjeri su plinovi kisik (O ₂) i dušik (N ₂).

Dva identična atoma vodika u kojima par elektrona privlači na isti način, što rezultira da ne postoji polaritet u vezi.

Nepolarne kovalentne veze različitih atoma

Nepolarna veza može se također stvoriti između dva nemetalna elementa ili metaloida i nemetalnih elemenata.

U prvom slučaju, nemetalni elementi sastoje se od onih koji pripadaju odabranoj skupini u periodičnoj tablici, a među njima su halogeni (jod, brom, klor, fluor), plemeniti plinovi (radon, ksenon, kripton, argon, neon, helij) i nekoliko drugih, poput sumpora, fosfora, dušika, kisika, ugljika, među ostalim.

Primjer za to je sjedinjenje atoma ugljika i vodika, osnova većine organskih spojeva.

U drugom su slučaju metaloidi oni koji imaju intermedijarne karakteristike između nemetala i vrsta koje pripadaju metalima u periodičnoj tablici. Među njima su: germanij, bor, antimoni, teluri, silicij, između ostalih.

Primjeri

Može se reći da postoje dvije vrste kovalentnih veza. Iako u praksi to nema nikakve razlike između njih, to su:

-Kada identični atomi tvore vezu.

-Kada se dva različita atoma sastave i formiraju molekulu.

Između identičnih atoma

U slučaju nepolarnih kovalentnih veza koje se javljaju između dva identična atoma, elektronegativnost svakog od njih zapravo nije bitna, jer će oni uvijek biti potpuno isti, pa će razlika u elektronegativnosti uvijek biti jednaka.

To je slučaj sa plinovitim molekulama kao što su vodik, kisik, dušik, fluor, klor, brom, jod.

Nepolarna kovalentna veza dva identična atoma kisika.

Između različitih atoma

Naprotiv, kad su sjedinjenja između različitih atoma, njihove elektronegativnosti moraju se uzeti u obzir da bi se klasificirali kao nepolarni.

To je slučaj s molekulom metana, gdje se dipolni moment koji nastaje u svakoj vezi ugljik-vodik otkazuje zbog simetrije. To znači nedostatak odvajanja naboja, tako da oni ne mogu komunicirati s polarnim molekulama poput vode, čineći ove molekule i ostale polarne ugljikovodike hidrofobnima.

Druge nepolarne molekule: ugljik tetraklorid (CCl ₄), pentan (C ₅ H ₁₂), etilen (C ₂ H ₄), ugljičnog dioksida (CO ₂), benzen (C ₆ H ₆) i toluen (C ₇ H ₈).

Nepolarna kovalentna veza ugljičnog dioksida.

Reference

1. Bettelheim, FA, Brown, WH, Campbell, MK, Farrell, SO i Torres, O. (2015). Uvod u opću, organsku i biokemiju. Oporavak od books.google.co.ve
2. LibreTexts. (SF). Kovalentne veze. Preuzeto s chem.libretexts.org
3. Brown, W., Foote, C., Iverson, B., Anslyn, E. (2008). Organska kemija. Oporavak od books.google.co.ve
4. ThoughtCo. (SF). Primjeri polarnih i nepolarnih molekula. Preuzeto s thinkco.com
5. Joesten, MD, Hogg, JL i Castellion, ME (2006). Svijet kemije: suštine: esencije. Oporavak od books.google.co.ve
6. Wikipedia. (SF). Kovalentna veza. Preuzeto sa en.wikipedia.org