Liên kết cộng hóa trị

Bách khoa toàn thư banh Wikipedia

Bạn đang xem: liên kết cộng hóa trị được tạo nên giữa hai nguyên tử bằng

Liên kết nằm trong hóa trị, hay còn gọi là liên kết phân tử là 1 trong link chất hóa học được tạo hình bằng sự việc người sử dụng cộng đồng một hoặc nhiều cặp electron Một trong những nguyên vẹn tử. Những cặp electron này được gọi là cặp electron người sử dụng chung, và sự thăng bằng lực mút hút và lực đẩy Một trong những nguyên vẹn tử trong lúc share những electron được gọi là link nằm trong hóa trị.^[1]^{[cần nguồn tốt hơn]} Với nhiều phân tử, việc người sử dụng cộng đồng electron được chấp nhận từng nguyên vẹn tử đạt được thông số kỹ thuật electron bền vững và kiên cố.

Liên kết nằm trong hóa trị bao hàm nhiều loại link, nhập cơ sở hữu link σ, link π, link sắt kẽm kim loại, link agostic, link cong, link tam nhị.^[2]^[3] Thuật ngữ liên kết nằm trong hóa trị chính thức được dùng nhập năm 1939.^[4] Tiền tố co- tức thị cùng nhau, liên kết nhập hành động,...; vì vậy, thực chất của một "liên kết hóa trị" là những nguyên vẹn tử share "hóa trị", như từng được thảo luận nhập thuyết link hóa trị.

Trong phân tử H
₂, nguyên vẹn tử hydro người sử dụng cộng đồng nhị electron trải qua link nằm trong hóa trị.^[5] Sự nằm trong hóa trị là mạnh mẽ nhất Một trong những nguyên vẹn tử có tính âm năng lượng điện tương tự nhau. Do cơ, link nằm trong hóa trị ko nhất thiết nên xẩy ra thân ái nhị nguyên vẹn tử của và một nhân tố, chỉ việc chừng âm năng lượng điện của bọn chúng rất có thể đối chiếu được. Liên kết nằm trong hóa trị nhưng mà đòi hỏi người sử dụng cộng đồng electron với nhiều hơn thế nữa nhị nguyên vẹn tử được nghĩ rằng bị cô động xứ.

Lịch sử[sửa | sửa mã nguồn]

Các định nghĩa trước tiên về link nằm trong hoá trị khởi nguồn từ hình hình ảnh của phân tử methan. Cấu trúc Lewis tiếp tục thể hiện tại link nằm trong hoá trị tự những electron được sử dụng cộng đồng Một trong những nguyên vẹn tử.

Thuật ngữ covalence nhắc cho tới link được dùng lượt nguồn vào năm 1919 tự Irving Langmuir nhập một nội dung bài viết của Tạp chí Thương Hội Hóa học tập Hoa Kỳ, tựa là "Sự bố trí của những năng lượng điện tử trong số nguyên vẹn tử và phân tử". Langmuir ghi chép rằng "chúng tớ tiếp tục biểu thị thuật ngữ covalence thông qua số cặp electron nhưng mà một nguyên vẹn tử thông thường share với nguyên vẹn tử cạnh nó" ("we shall denote by the term covalence the number of pairs of electrons that a given atom shares with its neighbors").

Ý tưởng về link nằm trong hóa trị rất có thể đang được mò mẫm đi ra kể từ vài ba năm trước đó. Vào năm 1916, Gilbert N. Lewis tiếp tục tế bào mô tả sự người sử dụng cộng đồng những cặp electron Một trong những nguyên vẹn tử.^[6] Ông trình làng kí hiệu Lewis hoặc dấu chấm electron hoặc cấu trúc chấm Lewis, nhập cơ những electron hóa trị (ở lớp vỏ) được màn trình diễn bên dưới dạng những nốt chấm xung xung quanh những kí hiệu nguyên vẹn tử. Các cặp electron nằm trong lòng những nguyên vẹn tử thay mặt cho những link nằm trong hóa trị. đa phần cặp electron thay mặt mang đến nhiều link, như thể những link song và link phụ vương. Một cơ hội màn trình diễn thay cho thế, ko được trình biểu diễn ở trên đây, là màn trình diễn những cặp electron tạo ra trở thành link bên dưới dạng những gạch men trực tiếp.

Lewis khuyến nghị rằng một nguyên vẹn tử đưa đến đầy đủ những link nằm trong hóa trị nhằm lấp ăm ắp (đóng kín) lớp vỏ ngoài nằm trong. Trong hình, nguyên vẹn tử carbon sở hữu hóa trị tư, vì vậy được xung quanh tự tám electron (quy tắc chén tử), tư electron của chủ yếu nguyên vẹn tử carbon và tư electron kể từ những nguyên vẹn tử hydro tiếp tục link với nó. Mỗi hydro sở hữu hóa trị một được xung quanh tự nhị electron (một quy tắc đôi) - một electron của nó thêm vào đó một electron kể từ nguyên vẹn tử carbon. Số lượng electron ứng với con số dùng để làm lấp ăm ắp lớp vỏ ngoài theo dõi thuyết lượng tử của nguyên vẹn tử; lớp bên ngoài nằm trong của một nguyên vẹn tử carbon là n = 2, rất có thể chứa chấp được tám electron, trong lúc lớp bên ngoài nằm trong (và duy nhất) của một nguyên vẹn tử hydro là n = 1, chỉ chứa chấp được 2 electron.

Trong Lúc phát minh về những cặp electron người sử dụng cộng đồng hỗ trợ một hình ảnh toan tính hiệu suất cao về link nằm trong hóa trị, rất cần được sở hữu cơ học tập lượng tử nhằm hiểu rõ thực chất của những link này và Dự kiến cấu tạo cũng như thể đặc thù của những phân tử giản dị. Walter Heitler và Fritz London được ghi nhận là những người dân trước tiên phân tích và lý giải thành công xuất sắc một link chất hóa học (phân tử hydro) tự cơ học tập lượng tử nhập năm 1927.^[7] Công trình của mình được dựa vào quy mô link hóa trị, giả thiết rằng một link chất hóa học được tạo hình Lúc sở hữu sự ông xã chéo cánh đảm bảo chất lượng những orbital nguyên vẹn tử Một trong những nguyên vẹn tử nhập cuộc.

Các loại link nằm trong hóa trị[sửa | sửa mã nguồn]

Các orbital nguyên vẹn tử (trừ orbital s) sở hữu những đặc thù triết lý đặc biệt quan trọng dẫn cho tới những loại link không giống nhau. Liên kết sigma (σ) là link nằm trong hóa trị mạnh mẽ và tự tin nhất, tự sự ông xã chéo cánh orbital của nhị nguyên vẹn tử không giống nhau. Một link đơn thông thường là link σ. Liên kết pi (π) thì yếu đuối rộng lớn và tự sự ông xã chéo cánh của những orbital p (hoặc d). Một link song thân ái nhị nguyên vẹn tử bao gồm một link σ và một link π, và một link phụ vương bao gồm một link σ và nhị link π.

Liên kết nằm trong hóa trị còn bị tác động tự chừng âm năng lượng điện của những nguyên vẹn tử nhập cuộc link, ra quyết định sự phân rất rất chất hóa học của link. Hai nguyên vẹn tử có tính âm năng lượng điện tương tự tiếp tục tạo thành link nằm trong hóa trị ko phân rất rất, ví như H-H. Một link ko thăng bằng tiếp tục tạo thành một lên kết hóa trị phân rất rất, ví như H-Cl. Tuy nhiên, phân rất rất còn đòi hỏi sự bất đối xứng hình học tập, hoặc lưỡng rất rất không giống rất có thể bị diệt quăng quật tạo thành phân tử ko phân rất rất.

Cấu trúc nằm trong hóa trị[sửa | sửa mã nguồn]

Có vài ba loại cấu tạo link nằm trong hóa trị, bao hàm cấu tạo những đơn phân tử, cấu tạo phân tử, cấu tạo đại phân tử và cấu tạo nằm trong hóa trị lớn lao (giant covalent structures). Đơn phân tử sở hữu những link mạnh mẽ và tự tin lưu giữ cho những nguyên vẹn tử ở cạnh nhau, tuy nhiên vẫn đang còn những lực mút hút ko đáng chú ý Một trong những phân tử. Những hóa học nằm trong hóa trị như thế thông thường ở dạng khí, ví như HCl, SO₂, CO₂, và CH₄. Trong cấu tạo phân tử thì sở hữu lực mút hút yếu đuối. Các hóa học nằm trong hóa trị như thế sở hữu sức nóng chừng sôi thấp (như ethanol), và sức nóng dộ lạnh lẽo cháy thấp (như iod và CO₂ rắn). Cấu trúc đại phân tử có một lượng rộng lớn những nguyên vẹn tử link cùng nhau tự link nằm trong hóa trị nhập mạch, bao hàm những polymer tổ hợp như polyethylene và nylon, và những polymer sinh học tập như protein và tinh nghịch bột. Cấu trúc màng lưới nằm trong hóa trị (hay cấu tạo nằm trong hóa trị khổng lồ) có một lượng rộng lớn những nguyên vẹn tử link theo dõi lớp (như phàn nàn chì), hoặc cấu tạo phụ vương chiều (như vàng và thạch anh). Những hóa học này còn có sức nóng nhiệt độ chảy và sức nóng chừng sôi cao, thông thường giòn và sở hữu năng lượng điện trở suất cao. Các nhân tố có tính âm năng lượng điện rộng lớn, và sở hữu năng lực tạo hình 3 hoặc tư link song, thông thường được tạo ra trở thành kể từ những cấu tạo đại phân tử như thế.^[8]

Các link một và phụ vương electron[sửa | sửa mã nguồn]

Các link sở hữu một hoặc phụ vương electron rất có thể nhìn thấy trong số loại gốc tự tại, với con số electron phi lý. Ví dụ giản dị nhất mang đến link có một electron là link được tạo hình nhập cation hydro, H⁺
₂. Các link một electron thông thường sở hữu tích điện tự 50% của link 2 electron, vì vậy còn được gọi là "nửa liên kết". Tuy nhiên vẫn đang còn nước ngoài lệ: nhập tình huống của dilithium, link một electron Li⁺
₂ lại mạnh rộng lớn link nhị electron Li₂. Trường ăn ý nước ngoài lệ này rất có thể phân tích và lý giải tự thuật ngữ lai hóa và cảm giác bên dưới lớp vỏ.^[9]

Xem thêm: Lý do bạn nên ăn một quả chuối mỗi ngày

Ví dụ giản dị nhất mang đến link phụ vương electron là link rất có thể được tạo hình nhập cation helium dimer, He⁺
₂. Đây được xem là một "nửa liên kết" vì như thế nó chỉ share một electron (thay vì như thế hai); trong số thuật ngữ orbital phân tử, electron loại phụ vương là 1 trong orbital phản link, diệt quăng quật 50% link tạo hình tự nhị electron cơ. Một ví dụ không giống mang đến phân tử chứa chấp link phụ vương electron, thêm nữa link nhị electron, là nitơ monoxide, NO. Phân tử oxy, O₂ cũng rất có thể được xem là sở hữu nhị link phụ vương electron và nhị electron, phân tích và lý giải mang đến tính thuận kể từ của chính nó và trật tự động link của chính nó là nhị.^[11] Chlor dioxide, brom dioxide và iod dioxide cũng chứa chấp link phụ vương electron.

Các phân tử sở hữu link với số electron phi lý thông thường sở hữu tính phản xạ cao. Các loại link này chỉ lưu giữ ổn định toan trong những nhân tố có tính âm năng lượng điện tương tự nhau.^[11]

Cộng hưởng[sửa | sửa mã nguồn]

Có những tình huống nhưng mà chỉ từng cấu tạo Lewis ko đầy đủ nhằm phân tích và lý giải cấu tạo electron nhập một phân tử, vì vậy cần phải có sự ông xã hóa học cấu tạo. Các nguyên vẹn tử trong số phân tử này rất có thể link một cơ hội khác lạ trong mỗi cấu tạo khác lạ (liên kết đơn nhập một chiếc, link song nhập khuôn không giống, hoặc không tồn tại gì cả), dẫn cho tới những bậc link ko nguyên vẹn. Ion nitrat là 1 trong ví dụ với phụ vương cấu tạo tương tự. Liên kết thân ái nitơ và từng oxy là 1 trong link song nhập một cấu tạo và một link đơn nhập nhị cấu tạo còn sót lại, vậy nên bậc link tầm trong những tương tác N–O là 2 + 1 + 1/3 = 4/3.

Thơm[sửa | sửa mã nguồn]

Trong chất hóa học cơ học, Lúc một phân tử với cùng một vòng bằng tuân theo dõi quy tắc Hückel, với con số những electron π chính với công thức 4n + 2 (n là số nguyên), thì đạt được xem ổn định toan và tính đối xứng cao. Trong benzen, ăn ý hóa học thơm sực trước tiên, sở hữu 6 electron link π (n = 1, 4n + 2 = 6). Chúng lúc lắc phụ vương orbital phân tử cô động xứng (thuyết orbital phân tử) hoặc tạo hình những link π nhập nhị cấu tạo nằm trong tận hưởng phối hợp tuyến tính (thuyết link hóa trị), đưa đến một hình lục giác thường thì thể hiện tại tính ổn định toan to hơn fake thuyết 1,3,5-cyclohexatriene.

Trong tình huống của những hóa học thơm sực dị vòng và những benzen được thế, sự khác lạ về chừng âm năng lượng điện Một trong những phần của vòng rất có thể thậm chí lúc lắc ưu thế nhập hoạt động và sinh hoạt chất hóa học của những link vòng thơm sực, còn nếu như không thì tương tự nhau.

Siêu hóa trị[sửa | sửa mã nguồn]

Một vài ba phân tử chắc chắn như xenon difluoride và sulfur hexafluoride sở hữu số phối trí cao hơn nữa số lượng rất có thể tự quy tắc nằm trong hóa trị ngặt nghèo theo dõi theo quy tắc chén tử. Như vậy được phân tích và lý giải tự quy mô link tam tứ ("3c–4e") nhập cơ phân tích và lý giải hàm sóng phân tử nhập terms of non-bonding highest occupied molecular orbitals nhập thuyết orbital phân tử và ionic-covalent nằm trong tận hưởng nhập thuyết link hóa trị.

Thiếu electron[sửa | sửa mã nguồn]

Trong link tam nhị ("3c–2e") phụ vương nguyên vẹn tử share nhị electron nhập nguyên vẹn kết. Loại link này xẩy ra nhập ăn ý hóa học thiếu hụt electron như diborane. Mỗi link như thế (2 bên trên từng phân tử nhập dibonare) có một cặp electron link những nguyên vẹn tử bor theo như hình dạng một trái ngược chuối, với cùng một proton (hạt nhân của một nguyên vẹn tử hydro) ở thân ái link, share electron đối với cả nhị nguyên vẹn tử bor. Trong vài ba group chất hóa học chắc chắn, link gọi là link tứ nhị cũng rất được thể hiện.

Xem thêm[sửa | sửa mã nguồn]

Tham khảo[sửa | sửa mã nguồn]

^ Campbell (2006). Biology: Exploring Life. Boston, MA: Pearson Prentice Hall. ISBN 0-13-250882-6. Truy cập ngày 5 mon hai năm 2012. ^{[cần nguồn tốt hơn]}
^ March, Jerry (1992). Advanced Organic Chemistry: Reactions, Mechanisms, and Structure. John Wiley & Sons. ISBN 0-471-60180-2.
^ Gary L. Miessler; Donald Arthur Tarr (2004). Inorganic Chemistry. Prentice Hall. ISBN 0-13-035471-6.
^ Merriam-Webster – Collegiate Dictionary (2000).
^ “Chemical Bonds”. Hyperphysics.phy-astr.gsu.edu. Truy cập ngày 9 mon 6 năm 2013.
^ Lewis, Gilbert N. (ngày 1 tháng bốn năm 1916). “The atom and the molecule”. Journal of the American Chemical Society. 38 (4): 762–785. doi:10.1021/ja02261a002.
^ Heitler, W.; London, F. (1927). “Wechselwirkung neutraler Atome und homöopolare Bindung nach der Quantenmechanik” [Interaction of neutral atoms and homeopolar bonds according đồ sộ quantum mechanics]. Zeitschrift für Physik. 44 (6–7): 455–472. Bibcode:1927ZPhy...44..455H. doi:10.1007/bf01397394. English translation in Hettema, H. (2000). Quantum Chemistry: Classic Scientific Papers. World Scientific. tr. 140. ISBN 978-981-02-2771-5. Truy cập ngày 5 mon hai năm 2012.
^ Stranks, D. R.; Heffernan, M. L.; Lee Dow, K. C.; McTigue, Phường. T.; Withers, G. R. A. (1970). Chemistry: A structural view. Carlton, Vic.: Melbourne University Press. tr. 184. ISBN 0-522-83988-6.
^ Weinhold, F.; Landis, C. (2005). Valency and Bonding. Cambridge. tr. 96–100. ISBN 0-521-83128-8.
^ Harcourt, Richard D. chỉnh sửa (2015). “Chapter 2: Pauling "3-Electron Bonds", 4-Electron 3-Centre Bonding, and the Need for an "Increased-Valence" Theory”. Bonding in Electron-Rich Molecules: Qualitative Valence-Bond Approach via Increased-Valence Structures. Springer. ISBN 9783319166766.
^ ^a ^b Pauling, L. (1960). The Nature of the Chemical Bond. Cornell University Press. tr. 340–354.

Nguồn[sửa | sửa mã nguồn]

“Covalent bonding – Single bonds”. chemguide. 2000. Truy cập ngày 5 mon hai năm 2012.
“Electron Sharing and Covalent Bonds”. Department of Chemistry University of Oxford. Truy cập ngày 5 mon hai năm 2012.
“Chemical Bonds”. Department of Physics and Astronomy, Georgia State University. Truy cập ngày 5 mon hai năm 2012.