Kontakta författare

Atomerna i molekylerna kopplas samman genom en reaktion känd som kemisk bindning.
Atomstrukturen i kolatomer som visar en atompartiklar: protoner, elektroner, neutroner.
När en väteatom förlorar sin enda elektron. Det blir en positiv vätejon (H +). En negativ klorjon (Cl-) är en kloratom med ytterligare en elektron.
Elektroner i det yttersta skalet kallas valenselektroner.

Introduktion

Atomstruktur

För att förstå hur element kombineras för att bilda föreningar är det nödvändigt att förstå strukturen hos atomer. Atomer består huvudsakligen av elektriskt laddade partiklar som kallas elektroner och protoner . Varje elektron har negativ laddning och varje proton har en positiv laddning. Neutroner, som också finns i atomer, har ingen kostnad. Normalt innehåller en atom lika många elektroner som protoner . De negativa laddningarna och de positiva laddningarna balanserar varandra och atomen är neutral (oladdad). Om balansen mellan elektroner och protoner är upprörd blir atomen en elektriskt laddad enhet kallad anjon. En atom blir positiv jon om den tappar en eller flera elektroner och de kallas katjon. Till exempel när en väteatom tappar sin enskilda elektron. Det blir en positiv vätejon (H +). En negativ klorjon (Cl-) är en kloratom med ytterligare en elektron.

Elektroner kretsar på olika avstånd från atomens kärna. Elektronvägen bildar en serie skal med kärnan i mitten. Varje efterföljande skal ligger längre från kärnan från den under den. Forskaren har funnit att varje skal inte kan innehålla mer än ett visst antal elektroner. Det första skalet innehåller inte mer än 2 elektroner. Den andra kan hålla 8; den tredje, högst 18 och så vidare. De flesta interaktioner mellan atomer äger rum i det yttersta skalet av varje atom. Antalet varje elektron i detta skal bestämmer hur en atom kombineras med andra atomer för att bilda föreningar. När atomer kombineras, förlorar de eller delar elektroner på ett sådant sätt att de yttre skalen blir kemiskt fullständiga.

Valens är den egenskap som är relaterad till elektronerna i en atoms yttre skal. Elementets valens är antalet elektroner elementen får eller förlorar när det bildar föreningar med andra element. Elektroner i det yttersta skalet kallas valenselektron.

Kemisk bindning

Vad är kemisk bindning?

Atomer är i en mening bundna samman för att bilda molekyler. Atomerna i molekylerna kopplas samman genom en reaktion känd som kemisk bindning. En kemisk bindning är en kraft som håller atom samman. Hur kombinerar atomer? Vilka är krafterna som binder dem? Dessa frågor är grundläggande i studien av kemi eftersom en kemisk reaktion i huvudsak är en förändring av kemiska bindningar. En viktig ledtråd till förståelsen av drivkraften för kemisk bindning var upptäckten av ädelgaserna och deras uppenbarligen inerta kemiska beteende. Element tenderar att uppnå denna konfiguration av helt fyllda yttre skal för att få stabilitet.

Överföringen eller delningen av elektronerna hos atomerna i en förening bildar en koppling mellan dem som kemister kallar den kemiska bindningen. Det finns två typer av kemiska bindningar, (1) jonbindning och (2) kovalent bindning.

Octetregel

För att erhålla en inert gasskonfiguration finns det ett behov av 8 elektroner för att uppta sp-fördelningen i en atoms högsta energinivå.

Tänk på de enskilda elementen Na och Cl. Sodium har den elektroniska konfigurationen:

Na = 1s 2 2s 2 2p 6 3s 1

Och dess yttre skalkonfiguration är 3s

Cl = 1s 2 2s 2 2p 6 3s 2 3p 5

Och dess yttre skalkonfiguration är 3p 5

Hur kunde Na och Cl uppnå den yttre skal-oktetten?

Det finns tre möjliga sätt för vilken atom som helst att förfölja en oktett:

1. Elektroner kan överlämnas till några andra atomer eller grupp atomer.

2. Elektroner kan fås från vissa andra atomer.

3. Elektroner kan delas mellan två atomer.

De tre valen visas i figuren nedan. Använd dessa val på natrium och klor.

Låt oss överväga första natrium och tillämpa vart och ett av dessa val:

I det första valet, om 3s1 förloras, blir det andra skalet det yttre skalet, med en konfiguration av 2s2 2p6, en ytterskalokktet. Natrium har nu 11 protoner och 10 elektron, vilket ger det en nettoladdning på +1 (Na +1).

För den andra möjligheten måste totalt 7 elektroner erhållas för att producera det yttre skalet octet3s2 3p6. Varje gång en elektron erhålls erhåller Na-atomen en enhet med negativ elektrisk laddning, därför ger en förstärkning av sju elektroner en nettoladdning av -7, vilket noteras som Na -7.

Om det tredje valet tas och elektroner delas, skulle Sodium kunna tillhandahålla en elektron (3s1) och den andra (n) atom (er), skulle behöva ge totalt sju till.

Vilken av de tre möjligheterna kommer nu att välja?

I allmänhet kommer atomer att följa "handlingsförloppet" som resulterar i den mest stabila situationen - det lägsta energitillståndet. Det är svårt för någon atom att hitta andra atomer, som kommer att ge upp totalt 7 elektroner.

Dessutom är Na -7 inte stabil, eftersom de 11 natriumprotonerna inte kunde utöva en stark dragkraft för att hålla fast vid de 18 elektronerna. Och i ett försök att dela elektroner kommer Sodium att ha svårt att hitta atomer, som har problem med att hitta atomer, vilket måste ge majoriteten av de delade elektronerna. Figur 6-2 illustrerar dessa punkter.

Därför är den bästa möjligheten för Na att uppnå en yttre skal-oktett förlusten av en elektron för att bilda Na +1.

Använd samma typ av resonemang på kloratom. Eftersom det finns sju elektroner i den yttre energinivån behöver klor bara en elektron för att slutföra en oktett i den tredje energinivån. Därför är möjligheten att Cl kommer att följa mest troligt genom att få en elektron från någon annan atom, bildande Cl-1. Eftersom en elektron har erhållits är konfigurationen av klorjon:

Cl - 1s2 2s2 2p6 3s2 3p6

Yttre skal-oktettstrukturer av Na och Cl

Sodium Octet Shell

Ett exempel på hur en atom fullbordar sin oktett och blir stabil
Duplett och oktett av inerta gaser

Jonisk eller elektrovalent bindning

En jonisk bindning bildas i en förening när elektronerna från en atoms yttre skal överförs till det yttersta skalet i den kombinerande atomen.

Denna överföring sker från en som har en mindre attraktion till en som har en större attraktion för elektroner. Efter att överföringen har skett, atomen, som fick elektron (erna), nu innehåller fler elektroner än protoner sålunda är den negativt laddad.

Den från vilken elektron (erna) har tagits bort har fler protoner än elektroner och är därför positivt laddade. Dessa laddade partiklar kallas joner . En positivt laddad jon kallas katjon, och en negativt laddad jon kallas en anjon . Eftersom dessa joner har motsatta laddningar, finns det en attraktiv kraft mellan dem. Denna attraktiva kraft utgör den joniska bindningen som annars kallas elektrovalent bindning. Jonerna är emellertid fria och existerar som separata partiklar oavsett om de är i upplöst eller fast form. Ett typiskt exempel på en jonisk eller elektrovalent bindning är bindningen som bildas mellan natrium- och kloratomer när de ingår i kemisk kombination.

En illustration av Ionic Bonding

En jonbindning bildas i en förening när elektronerna från det yttersta skalet i en atom överförs till det yttersta skalet i den kombinerande atomen.

Illustrationer av kovalenta bindningar

Den kemiska bindningen där två atomer delar ett par elektron och bildar molekyler kallas kovalent bindning.
Kovalenta bindningar klassificeras i icke polära och polära kovalenta bindningar.

Kovalent bindning

Vissa föreningar bildas när elektroner delas mellan två atomer för att fylla upp det ofullständiga yttre skalet av båda för att uppnå en stabil inertgasform. Detta inträffar vanligtvis när reaktion sker mellan atomer i grupp IV, V och VII. Den kemiska bindningen där två atomer delar ett par elektron och bildar molekyler kallas kovalent bindning . Atomerna i kovalenta föreningar är inte fria som de i joniska föreningar. De är tätt kopplade till varandra av den kovalenta bindningen. Därför är varje oberoende partikel en kombination av atomerna.

Vilken typ av bindning bildas mellan H och F i molekylen HF?

Elektronkonfigurationerna:

Väte (H) 1s 1

Fluor (F) 1s 2 2s 2 2p 5

Gör tydligt att H behöver en elektron för att uppnå en stabil yttre skalkonfiguration av 1s 2, och F behöver en elektron för att uppnå en oktett. Eftersom ingen av dessa lätt kan förlora elektron sker delning och en kovalent bindning bildas.

Kovalent bindning är den bildade bindningen där två atomer delar ett par elektroner och bildar molekyler. Bindningen som uppstår när ojämn delning inträffar kallas polär kovalent bindning medan lika delning av elektroner kallas icke polär kovalent bindning.

Sammanfattning

Kemiska bindningar produceras när de yttre skalelektronerna antingen överförs eller delas från en atom till en annan. Bildningen av kemiska bindningar möjliggör vanligen att en atom får ett kemiskt stabilt yttre skal bestående av en oktett av elektroner. Det finns två typer av kemiska bindningar. (1) Jonisk bindning, i vilken elektroner faktiskt överförs från det yttre skalet till en atom till den andra atomen. De resulterande partiklarna är jonatom eller grupper av atomer med en obalans elektrostatisk laddning. (2) Kovalent bindning , i vilken två atomer delar ett par elektroner och bildar molekyler. Bindningen som uppstår när ojämn delning inträffar kallas en polär kovalent bindning. Lika delning av elektroner kallas icke polär kovalent bindning.

Denna två minuters animation beskriver Octet Rule och förklarar skillnaden mellan joniska och kovalenta bindningar.

Frågor för studier och granskning

A. Klassificera bindningen som bildas av följande par atomer som jonisk eller kovalent

  1. Kisel och fluor
  2. Bor och kol
  3. Litium och klor
  4. Väte och syre
  5. Aluminium och klor
  6. Magnesium och kväve
  7. Cesium och brom
  8. Väte och jod

B. Rita Lewis Dot-strukturen för följande föreningar:

  1. H2
  2. MgF2
  3. CH 4
  4. H20