ИНТЕРАТОМСКЕ ВЕЗЕ: КАРАКТЕРИСТИКЕ И ВРСТЕ - ХЕМИЈА - 2024

Међуатомски веза је хемијска веза која облици између атома за производњу молекула. Иако су данас научници углавном сагласни да се електрони не окрећу око језгра, током историје се сматрало да је сваки електрон у орбиту око једра атома.

Данас су научници закључили да електрони лебде над одређеним областима атома и не формирају орбиту, али валентна љуска се и даље користи за описивање доступности електрона.

Слика 1: атоми који међусобно комуницирају путем хемијских веза.

Линус Паулинг допринео је модерном разумевању хемијског везивања написавши књигу "Природа хемијског везивања" где је прикупљао идеје од сир Исааца Невтона, Етиеннеа Францоиса Геоффроиа, Едварда Франкланда и посебно Гилберта Н. Левиса.

У њему је повезао физику квантне механике са хемијском природом електронских интеракција које настају када се направе хемијске везе.

Паулингов се рад концентрисао на утврђивање да праве јонске везе и ковалентне везе леже на крајевима спектра везе и да се већина хемијских веза разврстава између тих крајности.

Паулинг је даље развио клизну скалу типа везе управљану електронегативношћу атома који су укључени у везу.

Паулингов огроман допринос нашем модерном разумевању хемијског везивања довео је до тога да му је 1954. додељена Нобелова награда за "истраживање природе хемијског везивања и његове примене у расветљавању структуре сложених супстанци."

Жива бића су састављена од атома, али у већини случајева ти атоми не лете појединачно. Уместо тога, они нормално комуницирају са другим атомима (или групама атома).

На пример, атоми се могу повезати јаким везама и организовати у молекуле или кристале. Или могу формирати привремене, слабе везе са другим атомима који се сударају са њима.

И јаке везе које везују молекуле и слабе везе које стварају привремене везе од суштинског су значаја за хемију наших тела и за постојање самог живота.

Атоми су склони да се организују у најстабилнијим могућим обрасцима, што значи да имају тенденцију да комплетирају или испуне своје најудаљеније орбите електрона.

Вежу се са другим атомима да би управо то урадили. Сила која држи атоме заједно у колекцијама познатим као молекули позната је и као хемијска веза.

Врсте интератомских хемијских веза

Метална веза

Метална веза је сила која атоме држи заједно у чистој металној супстанци. Таква чврста супстанца састоји се од чврсто сабијених атома.

У већини случајева, најудаљенија електронска овојница сваког од металних атома преклапа се са великим бројем суседних атома. Као посљедица тога, валентни електрони се непрекидно крећу од атома до атома и нису повезани ни са једним специфичним паром атома.

Слика 2: илустрација металне везе

Метали имају неколико особина које су јединствене, као што су способност вођења електричне енергије, ниска јонизујућа енергија и ниска електронегативност (тако да лако одустају од електрона, то јест, то су катиони).

Њихова физичка својства укључују сјајни (сјајни) изглед, а гипка су и пластична. Метали имају кристалну структуру. Међутим, метали су такође пластични и дуктилни.

Паул Друде је 1900-их смислио теорију мора о електронима моделирајући метале као мешавину атомских језгара (атомска језгра = позитивна језгра + унутрашња љуска електрона) и валентних електрона.

У овом моделу валенцијски електрони су слободни, делокализовани, покретни и нису повезани ни са једним одређеним атомом.

Јонска веза

Јонске везе су електростатичке природе. Настају када се елемент с позитивним набојем споји са негативним набојем помоћу куломбских интеракција.

Елементи са ниском енергијом јонизације имају тенденцију да лако губе електроне док елементи са високим афинитетом електрона имају тенденцију да их добијају стварањем катиона и аниона, који су оно што формира јонске везе.

Једињења која показују јонске везе формирају јонске кристале у којима позитивни и негативно наелектрисани јони осцилирају један близу другог, али не постоји увек директна корелација 1-1 између позитивних и негативних јона.

Јонске везе се обично могу прекинути хидрогенацијом или додавањем воде једињењу.

Супстанце које су спојене јонским везама (попут натријум-хлорида) могу се обично раздвојити у праве наелектрисане јоне када на њих делује спољна сила, као на пример када су растворене у води.

Надаље, у чврстом облику појединачни атоми нису привлачени за појединог сусједа, већ умјесто тога формирају гигантске мреже које се међусобно привлаче електростатичким интеракцијама између језгра сваког атома и сусједних валентних електрона.

Атрактивна сила између суседних атома даје ионским чврстим супстанцама изузетно уредну структуру познату као јонска решетка, где се насупрот наелектрисане честице поравнавају једна са другом да би се створила чврсто везана крута структура.

Слика 3: Кристал натријум-хлорида

Ковалентна веза

Ковалентно везивање настаје када парове електрона дијеле атоми. Атоми ће се ковалентно везивати са другим атомима да би стекли већу стабилност, што се постиже формирањем комплетне електронске љуске.

Дијелећи своје најудаљеније (валентне) електроне, атоми могу испунити своју вањску љуску електронима и стећи стабилност.

Слика 4: Левис-ов дијаграм ковалентне везе молекула азота

Иако се каже да атоми деле електроне када формирају ковалентне везе, они често не деле подједнако електроне. Тек када два атома истог елемента формирају ковалентну везу, дељени електрони се стварно деле подједнако између атома.

Када атоми различитих елемената деле електроне путем ковалентне везе, електрон ће се повући даље према атому с највећом електронегативношћу што резултира поларном ковалентном везом.

У поређењу са јонским једињењима, ковалентна једињења обично имају нижу тачку топљења и врелишта и имају мању тенденцију растварања у води.

Ковалентна једињења могу бити у гасном, течном или чврстом стању и не проводе струју или топлоту добро.

Водоничне везе

Слика 5: водоничне везе између две молекуле воде

Водоничне везе или водоничне везе су слабе интеракције између атома водоника везаног за електронегативни елемент са другим електронегативним елементом.

У поларној ковалентној вези која садржи водоник (на пример, ОХ веза у молекули воде), водоник ће имати незнатан позитиван набој, јер се везни електрони снажније повлаче према другом елементу.

Због овог благог позитивног набоја, водоник ће бити привучен било којим суседним негативним набојима.

Везе за Ван дер Ваалс

Они су релативно слабе електричне силе које привлаче један до другог неутралне молекуле у гасовима, укапљеним и очвршћеним гасовима и у готово свим органским и чврстим течностима.

Силе су именоване по холандском физичару Јоханнесу Дидерику ван дер Ваалсу, који је 1873. први постулирао те међумолекуларне силе развијајући теорију да би објаснио својства стварних гасова.

Ван дер Ваалсове силе су општи термин који се користи за дефинисање привлачења интермолекуларних сила између молекула.

Постоје две класе Ван дер Ваалсових снага: Лондонске снаге расипања које су слабе и јаче диполско-диполске снаге.

Референце

1. Антхони Цапри, АД (2003). Хемијско везивање: природа хемијске везе. Преузето са висионлеарнинг висионлеарнинг.цом
2. Цами Фунг, НМ (2015, 11. августа). Ковалентне обвезнице. Преузето са цхем.либретектс цхем.либретектс.орг
3. Цларк, Ј. (2017, 25. фебруара). Метално лепљење. Преузето са цхем.либретектс цхем.либретектс.орг
4. Енцицлопӕдиа Британница. (2016., 4. априла). Метална веза. Преузето са британница британница.цом.
5. Енцицлопӕдиа Британница. (2016, 16. марта). Силе Ван дер Ваалса. Преузето са британница британница.цом
6. Катхрин Расхе, ЛП (2017, 11. марта). Снаге Ван дер Ваалс. Преузето са цхем.либретектс цхем.либретектс.орг.
7. Кхан, С. (СФ). Хемијске везе. Преузето са кханацадеми кханацадеми.орг.
8. Мартинез, Е. (2017, 24. априла). Шта је атомско везивање? Преузето са сциацхинг сциацхинг.цом.
9. Визант, Инц. (СФ). Обвезнице. Преузето са визант.