Na svojstva kovalentne spojeve temelji se o mnogim čimbenicima koji ovise uglavnom o molekularnim strukturama. Za početak, kovalentna veza mora se pridružiti vašim atomima i ne može doći do električnih naboja; u protivnom, moglo bi se govoriti o ionskim ili koordinacijskim spojevima.
U prirodi postoji previše izuzetaka u kojima razdjelnica između tri vrste spojeva postaje zamagljena; posebno kad se razmatraju makromolekule sposobne lučiti i kovalentne i ionske regije. Ali općenito, kovalentni spojevi stvaraju jednostavne, pojedinačne jedinice ili molekule.
Obala plaže, jedan je od beskonačnih primjera izvora kovalentnih i jonskih spojeva. Izvor: Pexels.
Plinovi koji čine atmosferu i povjetarac koji udara na obale plaže nisu ništa više od više molekula koje poštuju stalni sastav. Kisik, dušik, ugljični dioksid su diskretne molekule s kovalentnim vezama i usko su uključene u život planete.
A s morske strane, molekula vode, OHO, je najvažniji primjer kovalentnog spoja. Na obali se može vidjeti iznad pijeska, koji su složena mješavina erodiranih silicijskih oksida. Voda je tekuća na sobnoj temperaturi, a ovo svojstvo važno je imati na umu za ostale spojeve.
Kovalentna veza
U uvodu je spomenuto da spomenuti plinovi imaju kovalentne veze. Ako pogledate njihove molekularne strukture, vidjet ćete da su njihove veze dvostruke i trostruke: O = O, N≡N i O = C = O. Nasuprot tome, drugi plinovi imaju jednostruke veze: HH, Cl-Cl, FF i CH 4 (četiri CH veze s tetraedarskog geometrije).
Karakteristika ovih veza, a time i kovalentnih spojeva, jest da su oni smjera; prelazi s jednog atoma na drugi, a njegovi elektroni su, osim ako nema rezonancije, lokalizirani. Dok su u ionskim spojevima, interakcije između dva iona nisu usmjerene: privlače i odbijaju druge susjedne ione.
To podrazumijeva trenutne posljedice na svojstva kovalentnih spojeva. Ali, s obzirom na njegove veze, moguće je, sve dok nema ionskih naboja, potvrditi da je spoj s jednostrukom, dvostrukom ili trostrukom vezom kovalentan; pa čak i više, kad se radi o strukturama lanca, koje se nalaze u ugljikovodicima i polimerima.
Neki kovalentni spojevi povezuju se u više veza, kao da su lanci. Izvor: Pexels.
Ako u tim lancima nema ionskih naboja, kao u teflonskom polimeru, kažu da su čisti kovalentni spojevi (u kemijskom i ne sastavnom smislu).
Molekularna neovisnost
Kako su kovalentne veze usmjerene sile, one uvijek završavaju definiranjem diskretne strukture, a ne trodimenzionalnim rasporedom (kao što se događa s kristalnim strukturama i rešetkama). Od kovalentnih spojeva mogu se očekivati male, srednje, prstenaste, kubične molekule ili s bilo kojom drugom vrstom strukture.
Male molekule, na primjer, uključivati vodu plinova, i drugih spojeva, kao što su: I. 2, Br 2, P 4, S 8 (s kruna-poput strukture), kao 2, i silicija i polimera ugljik.
Svaki od njih ima svoju strukturu, neovisnu o vezama svojih susjeda. Da biste to istaknuli, razmotrite alotrop ugljika, fuleren, C 60:
Fulereni, jedan od najzanimljivijih alotropa ugljena. Izvor: Pixabay.
Imajte na umu da je u obliku nogometne lopte. Iako kuglice mogu međusobno komunicirati, ovu simboličku strukturu definiraju njihove kovalentne veze; to jest, ne postoji spojena mreža kristalnih kuglica, već odvojena (ili zbijena).
Međutim, molekule u stvarnom životu nisu same: one međusobno djeluju kako bi uspostavile vidljivi plin, tekućinu ili krutinu.
Intermolekularne sile
Međimolekularne sile koje drže pojedine molekule zajedno vrlo su ovisne o njihovoj strukturi.
Nepolarni kovalentni spojevi (poput plinova) međusobno djeluju kroz određene vrste sila (disperzija ili London), dok polarni kovalentni spojevi (poput vode) djeluju s drugim vrstama sila (dipol-dipol). Sve ove interakcije imaju jedno zajedničko: usmjerene su, baš kao i kovalentne veze.
Primjerice, molekule vode međusobno djeluju putem vodikovih veza, posebne vrste dipol-dipolnih sila. Smješteni su na takav način, da su vodikovi atomi upućuju na atom kisika susjedne molekule: H 2 O - H 2 O. i prema tome, ti interakcije predstavljaju određeni smjer u prostoru.
Kako su intermolekularne sile kovalentnih spojeva čisto usmjerene, to znači da se njihove molekule ne mogu koalirati jednako učinkovito kao ionski spojevi; a rezultat, točke ključanja i tališta koje su obično niske (T <300 ° C).
Posljedično, kovalentni spojevi na sobnoj temperaturi obično su plinoviti, tekući ili mekani kruti sastojci, jer se njihove veze mogu okretati i molekulama daju fleksibilnost.
Topljivost
Topivost kovalentnih spojeva ovisit će o afinitetu topljivih otapala. Ako su apolarni, bit će topljivi u apolarnim otapalima kao što su diklormetan, kloroform, toluen i tetrahidrofuran (THF); ako su polarni, bit će topljivi u polarnim otapalima, poput alkohola, vode, ledene octene kiseline, amonijaka itd.
Međutim, izvan takvog afiniteta rastvarača-otapala, u oba slučaja postoji konstanta: kovalentne molekule ne razbijaju (s određenim iznimkama) svoje veze ili ne razgrađuju svoje atome. Soli, na primjer, prilikom otapanja uništavaju njihov kemijski identitet, odvojeno rješavajući njihove ione.
Provodljivost
Budući da su neutralni, oni ne daju odgovarajući medij za migraciju elektrona, i samim tim su loši provodnici električne energije. Međutim, neki kovalentni spojevi, kao što su halogenidi vodika (HF, HCl, HBr, HI), razdvajaju svoju vezu da bi stvorili ione (H +: F -, Cl -, Br -…) i postali kiseline (hidracidi).
Oni su i loši provodnici topline. To je zato što njihove intermolekularne sile i vibracije njihovih veza apsorbiraju dio isporučene topline prije nego što se njihovim molekulama poveća energija.
kristali
Kovalentni spojevi, sve dok dopuštaju njihove intermolekularne sile, mogu se organizirati tako da stvore strukturni uzorak; i time, kovalentni kristal, bez ionskih naboja. Dakle, umjesto mreže iona postoji mreža molekula ili atoma kovalentno povezanih.
Primjeri ovih kristala su: općenito šećeri, jod, DNK, silikatni oksidi, dijamanti, salicilna kiselina, među ostalim. S izuzetkom dijamanta, ovi kovalentni kristali imaju tališta puno niža od onih ionskih kristala; to jest anorganske i organske soli.
Ovi kristali suprotstavljaju se svojstvu da su kovalentne krute tvari meke.
Reference
- Whitten, Davis, Peck i Stanley. (2008). Kemija. (8. izd.). CENGAGE Učenje.
- Leenhouts, Doug. (13. ožujka 2018.). Karakteristike jonskih i kovalentnih spojeva. Sciencing. Oporavilo od: sciaching.com
- Toppr. (SF). Kovalentni spojevi. Oporavilo od: toppr.com
- Helmenstine, Anne Marie, dr. Sc. (05. prosinca 2018.). Kovalentna ili molekularna svojstva spoja. Oporavilo od: misel.com
- Wyman Elizabeth. (2019). Kovalentni spojevi. Studija. Oporavilo od: study.com
- Ophardt C. (2003). Kovalentni spojevi. Virtualna kemijska knjiga. Oporavak od: chemistry.elmhurst.edu
- Dr. Gergens. (SF). Organska kemija: Kemija ugljikovih spojeva., Oporavilo od: domaća zadaća.sdmesa.edu
- Quimitube. (2012). Svojstva molekularnih kovalentnih tvari. Oporavilo od: quimitube.com