เราอธิบายว่าพันธะโควาเลนต์คืออะไรและมีลักษณะเฉพาะบางประการ นอกจากนี้ ประเภทของพันธะโควาเลนต์และตัวอย่าง
พันธะโควาเลนต์คืออะไร?
พันธะประเภทหนึ่งเรียกว่าโควาเลนต์ พันธะเคมี จะเกิดอะไรขึ้นเมื่อสอง อะตอม มีการเชื่อมโยงกับแบบฟอร์ม a โมเลกุล, การแบ่งปัน อิเล็กตรอน ที่อยู่ในเปลือกเวเลนซ์หรือระดับพลังงานสุดท้าย ดังนั้นจึงเข้าถึง "ออกเตตเสถียร" ที่รู้จักกันดีตาม "กฎออกเตต" ที่เสนอโดยกิลเบิร์ต นิวตัน ลูอิสเกี่ยวกับความเสถียรทางอิเล็กทรอนิกส์ของอะตอม
"กฎออกเตต”ระบุว่า ไอออน ขององค์ประกอบทางเคมีที่อยู่ใน ตารางธาตุมีแนวโน้มที่จะทำให้ระดับพลังงานสุดท้ายของพวกเขาสมบูรณ์ด้วยอิเล็กตรอน 8 ตัว และการกำหนดค่าทางอิเล็กทรอนิกส์นี้ทำให้พวกมันมีความเสถียรสูง ซึ่งคล้ายกับอิเล็กตรอนมาก ก๊าซมีตระกูล.
อะตอมที่ถูกพันธะโควาเลนต์ใช้อิเล็กตรอนตั้งแต่หนึ่งคู่ขึ้นไปจากระดับพลังงานสุดท้าย มันถูกเรียกว่า การโคจรของโมเลกุล จนถึงบริเวณพื้นที่ที่มีความหนาแน่นของอิเล็กตรอนอยู่ในโมเลกุล
ความหนาแน่นของอิเล็กตรอนนี้สามารถกำหนดและคำนวณได้โดยใช้สมการทางคณิตศาสตร์ที่ซับซ้อนมาก ซึ่งอธิบายพฤติกรรมของอิเล็กตรอนในโมเลกุล ในทางกลับกัน ยังมีออร์บิทัลของอะตอมด้วย ซึ่งถูกกำหนดให้เป็นพื้นที่ของอวกาศที่แสดงถึงความน่าจะเป็นที่จะพบอิเล็กตรอนรอบนิวเคลียสของอะตอม ดังนั้นเมื่อมีการรวมออร์บิทัลของอะตอมหลายออร์บิทัลเข้าด้วยกัน ออร์บิทัลของโมเลกุลจะถูกสร้างขึ้น
พันธะโควาเลนต์เกิดขึ้นจากการแบ่งอิเล็กตรอนระหว่างอะตอมของพันธะ ซึ่งแตกต่างจาก พันธะไอออนิก ซึ่งในช่วงหลังมีการถ่ายโอนอิเล็กตรอนระหว่างอะตอมที่เกี่ยวข้องกับพันธะไอออนิก (ไม่มีการใช้อิเล็กตรอนร่วมกัน)
เพื่อให้เกิดพันธะไอออนิก อะตอมจะถ่ายเทอิเล็กตรอนตั้งแต่หนึ่งตัวขึ้นไปไปยังอีกอะตอมหนึ่ง และพันธะนั้นเกิดขึ้นจากปฏิกิริยาไฟฟ้าสถิตระหว่างอะตอมทั้งสองที่มีประจุไฟฟ้า เพราะเมื่อมีการถ่ายโอนอิเล็กตรอนเกิดขึ้น อะตอม (ตัวที่ให้อิเล็กตรอน ) เหลือประจุบวก (ไอออนบวก) และอีกอะตอม (อะตอมที่รับอิเล็กตรอน) เหลือประจุลบ (ประจุลบ)
ในทางกลับกันพันธะโควาเลนต์เกิดขึ้นระหว่างอะตอมที่ไม่มีความแตกต่างของอิเล็กโตรเนกาติวีตี้มาก พันธะนี้สามารถเกิดขึ้นได้ระหว่างอะตอมที่ไม่ใช่โลหะ หรือระหว่างอะตอมของโลหะกับไฮโดรเจน พันธะไอออนิกเกิดขึ้นระหว่างไอออนของอะตอมที่มีความแตกต่างทางอิเล็กโตรเนกาติวีตีสูง และมักจะเกิดขึ้นระหว่างไอออนของอะตอมของ องค์ประกอบโลหะ และไอออนของอะตอมของ องค์ประกอบที่ไม่ใช่โลหะ.
สิ่งสำคัญคือต้องชี้แจงว่าไม่มีพันธะโควาเลนต์อย่างสัมบูรณ์หรือพันธะอิออนิกอย่างสัมบูรณ์ อันที่จริง พันธะไอออนิกมักถูกมองว่าเป็น "การพูดเกินจริง" ของพันธะโควาเลนต์
ประเภทพันธะโควาเลนต์
พันธะโควาเลนต์มีประเภทต่อไปนี้ โดยพิจารณาจากจำนวนอิเล็กตรอนที่อะตอมที่ถูกพันธะร่วมกัน:
- เรียบง่าย. อะตอมที่ถูกผูกมัดใช้อิเล็กตรอนร่วมกันหนึ่งคู่จากเปลือกอิเล็กทรอนิกส์สุดท้าย (หนึ่งอิเล็กตรอนแต่ละตัว) มันถูกแทนด้วยเส้นในสารประกอบโมเลกุล ตัวอย่างเช่น: HH (ไฮโดรเจน-ไฮโดรเจน), H-Cl (ไฮโดรเจน-คลอรีน)
- สองเท่า. อะตอมที่ถูกพันธะแต่ละตัวมีส่วนทำให้เกิดอิเล็กตรอนสองตัวจากเปลือกพลังงานสุดท้าย ทำให้เกิดพันธะของอิเล็กตรอนสองคู่ มันถูกแทนด้วยเส้นขนานสองเส้น เส้นหนึ่งด้านบนและด้านล่าง คล้ายกับเครื่องหมายทางคณิตศาสตร์ของความเท่าเทียมกัน ตัวอย่างเช่น: O = O (ออกซิเจน-ออกซิเจน), O = C = O (ออกซิเจน-คาร์บอน-ออกซิเจน)
- ทริปเปิ้ล. พันธะนี้ประกอบด้วยอิเล็กตรอนสามคู่ กล่าวคือ แต่ละอะตอมมีอิเลคตรอน 3 ตัวจากชั้นพลังงานสุดท้าย มันถูกแทนด้วยเส้นขนานสามเส้น ซึ่งอยู่ด้านบนหนึ่งเส้น ตรงกลางเส้นหนึ่ง และเส้นด้านล่างหนึ่งเส้น ตัวอย่างเช่น: N≡N (ไนโตรเจน-ไนโตรเจน)
- เดท. พันธะโควาเลนต์ชนิดหนึ่งซึ่งมีอะตอมพันธะเพียงตัวเดียวจากสองอะตอมที่ก่อให้เกิดอิเล็กตรอนสองตัวและอีกอะตอมหนึ่ง แต่ไม่มี มันถูกแสดงด้วยลูกศรในสารประกอบโมเลกุล ตัวอย่างเช่น แอมโมเนียมไอออน:
ในทางกลับกัน ตามการมีอยู่หรือไม่ของขั้ว (คุณสมบัติของโมเลกุลบางตัวเพื่อแยกประจุไฟฟ้าในโครงสร้างของพวกมัน) เป็นไปได้ที่จะแยกแยะระหว่างพันธะโควาเลนต์ที่มีขั้ว (ที่ก่อตัวเป็นโมเลกุลของขั้ว) และพันธะโควาเลนต์ที่ไม่มีขั้ว (รูปแบบนั้น โมเลกุลไม่มีขั้ว) ขั้ว):
- พันธะโควาเลนต์แบบมีขั้ว อะตอมที่แตกต่างกัน องค์ประกอบ และมีความแตกต่างของอิเล็กโตรเนกาติวีตี้สูงกว่า 0.5 ดังนั้น โมเลกุลจะมีความหนาแน่นประจุลบในอะตอมที่มีอิเล็กตรอนมากที่สุด เนื่องจากอะตอมนี้ดึงดูดอิเล็กตรอนของพันธะด้วยแรงที่มากกว่า ในขณะที่ความหนาแน่นของประจุบวกจะยังคงอยู่บนอะตอมที่มีอิเล็กตรอนน้อยกว่า การแยกความหนาแน่นของประจุทำให้เกิดไดโพลแม่เหล็กไฟฟ้า
- พันธะโควาเลนต์ไม่มีขั้ว อะตอมของธาตุเดียวกันถูกพันธะหรือของธาตุต่างกัน แต่มีอิเล็กโตรเนกาติวีตี้คล้ายกัน โดยมีความแตกต่างของอิเล็กโตรเนกาติวีตีน้อยกว่า 0.4 เมฆอิเล็กตรอนถูกดึงดูดด้วยความเข้มเท่ากันทั้งนิวเคลียสและโมเลกุลไดโพลไม่ก่อตัวขึ้น
ตัวอย่างพันธะโควาเลนต์
ตัวอย่างง่ายๆ ของพันธะโควาเลนต์คือพันธะที่เกิดขึ้นในโมเลกุลต่อไปนี้:
- ออกซิเจนบริสุทธิ์ (O2) O = O (หนึ่งพันธะคู่)
- ไฮโดรเจนบริสุทธิ์ (H2) HH (ลิงค์เดียว)
- คาร์บอนไดออกไซด์ (CO2). O = C = O (พันธะคู่สองพันธะ)
- น้ำ (H2O). H-O-H (สองพันธะเดี่ยว)
- กรดไฮโดรคลอริก (HCl) H-Cl (พันธะเดี่ยว)
- ไนโตรเจนบริสุทธิ์ (N2) N≡N (พันธะสาม)
- กรดไฮโดรไซยานิก (HCN) H-C≡N (หนึ่งพันธะเดี่ยวและสามพันธะ)