Ковалентна връзка

Ковалентните връзки са химични връзки между два неметални атома. Пример за това е водата, където водородът (H) и кислородът (O) се свързват помежду си, за да образуват (_H2O). Пълната външна обвивка обикновено има осем електрона или два в случая на водорода или хелия. Валентните електрони са електроните, които се държат сравнително свободно във външната обвивка на атома. Структурата на електронните обвивки се определя от квантовата механика).

Броят на електроните в атома се определя от броя на протоните в него. Електроните обикалят около атомните ядра и са като размити орбитални пътища около атомното ядро. Първият слой има до два електрона. Слоевете след това обикновено съдържат до осем. Ковалентните връзки се образуват от атоми, които споделят валентни електрони.

Ако например един атом има девет електрона, първите два обикалят много близо до ядрото, а следващите седем - малко по-далеч. Външните седем електрона се държат по-слабо от вътрешните два електрона, защото са по-далеч от положително зареденото ядро. Ако този атом се доближи до друг атом със слабо задържан електрон във външната обвивка, за слабо задържания електрон ще се освободи нова орбитала. Тази нова електронна орбитала е свързана и с двете атомни ядра и има по-ниско енергийно ниво от първоначалната електронна орбитала. Електронът може спонтанно да премине към нея и да излъчи фотон с излишната енергия. Сега имаме електрон, който обикаля и около двата атома, в резултат на което атомът, който е предоставил електрона, има малък нетен положителен заряд, а другият атом - малък нетен отрицателен заряд. Сега двата атома се държат заедно от електромагнитната сила на привличане между положителните и отрицателните заряди. Това се нарича ковалентна връзка. За разкъсването на тази връзка е необходимо същото количество енергия, което се е освободило при образуването ѝ.

Молекулата на водата се състои от един кислороден атом и два водородни атома, свързани с ковалентна връзка. В този случай кислородният атом споделя по един електрон с всеки водороден атом. Това означава, че кислородните атоми имат малък нетен положителен заряд, а водородните атоми - малък нетен отрицателен заряд. В резултат на това кислородните и водородните атоми се привличат един към друг благодарение на електромагнитната сила. Поради това водната молекула е полярна молекула: зарядът ѝ не е равномерно разпределен.

Ковалентни връзки на водата (H2O)

Видове ковалентни връзки

Атомните орбитали (с изключение на s-орбиталите) създават различни видове ковалентни връзки:

Сигма (σ) връзките са най-здравите ковалентни връзки. При тях орбиталите на два различни атома се припокриват. Обикновено единичната връзка е σ връзка.
Pi (π) връзките са по-слаби и се дължат на странично припокриване между p (или d) орбитали.
Двойната връзка между два дадени атома има една σ и една π връзка, и
тройната връзка има една σ и две π връзки.

Ковалентните връзки са по-слаби от йонните и имат по-ниска температура на топене. Освен това като цяло те са лоши проводници на електричество и топлина.

Дължина на връзката

В химията дължината на връзката е мярка за размера на ковалентната връзка. Тъй като молекулите са много малки, те се измерват в пикометри, или около една милионна част от милиардната част на метъра.

Химията на молекулите се обяснява най-вече с техните връзки, а връзките се дължат на структурата на електроните.

Рисуване на бензен. Показани са дължините на връзките и ъглите на връзките.

Свързани страници

Валентност

Въпроси и отговори

В: Какво представлява ковалентната връзка?

О: Ковалентната връзка е химична връзка между два неметални атома, при която атомите споделят валентни електрони. Това създава електронна орбитала, която е свързана с двете атомни ядра и има по-ниско енергийно ниво от първоначалната електронна орбитала. В резултат на това атомът, който е предоставил електрона, има малък нетен положителен заряд, а другият атом - малък нетен отрицателен заряд, които се държат заедно чрез електромагнитна сила на привличане между положителните и отрицателните заряди.

Въпрос: Колко електрона обикновено има един атом във външната си обвивка?

О: Външната обвивка на атома обикновено съдържа до осем електрона или два в случая на водорода или хелия.

В: Какво определя броя на електроните в един атом?

О: Броят на електроните в атома се определя от броя на протоните в него.

В: Как се образуват ковалентните връзки?

О: Ковалентните връзки се образуват, когато атомите се доближат един до друг и един слабо задържан електрон от единия атом прескочи в нова орбитала, която е свързана с двете атомни ядра с по-ниско енергийно ниво от предишното. В резултат на това единият атом има малък нетен положителен заряд, а другият - малък нетен отрицателен заряд, което създава електромагнитна сила на привличане между тях.

Въпрос: Какъв тип молекула е водата?

О: Молекулите на водата се състоят от един кислороден атом и два водородни атома, свързани помежду си с ковалентни връзки, което я прави полярна молекула, тъй като зарядът ѝ не е равномерно разпределен.

В: Къде обикалят електроните около атомните ядра?

О: Електроните обикалят около атомните ядра като размити орбитални пътища.