liên kết cộng hóa trị là gì

Bách khoa toàn thư cởi Wikipedia

Một link nằm trong hóa trị H2 tạo hình (bên phải) điểm tuy nhiên nhị nguyên vẹn tử hydro share nhị electron.

Liên kết nằm trong hóa trị, hay còn gọi là liên kết phân tử là 1 trong những link chất hóa học được tạo hình bằng sự việc người sử dụng cộng đồng một hoặc nhiều cặp electron trong những nguyên vẹn tử. Những cặp electron này được gọi là cặp electron người sử dụng chung, và sự thăng bằng lực bú mớm và lực đẩy trong những nguyên vẹn tử trong những 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.

Bạn đang xem: liên kết cộng hóa trị là gì

Liên kết nằm trong hóa trị bao hàm nhiều loại link, vô tê liệt với 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 vô năm 1939.[4] Tiền tố co- tức là cùng nhau, liên kết vô 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 vô 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 trong những nguyên vẹn tử có tính âm năng lượng điện tương tự nhau. Do tê liệt, link nằm trong hóa trị ko nhất thiết nên xẩy ra thân thích nhị nguyên vẹn tử của và một thành phần, chỉ việc phỏng âm năng lượng điện của bọn chúng hoàn toàn có thể đối chiếu được. Liên kết nằm trong hóa trị tuy nhiên đòi hỏi người sử dụng cộng đồng electron với nhiều hơn thế nhị nguyên vẹn tử được nghĩ rằng bị cô động xứ.

Lịch sử[sửa | sửa mã nguồn]

Các định nghĩa thứ nhất về link nằm trong hoá trị khởi đầu từ hình hình ảnh của phân tử methan. Cấu trúc Lewis vẫn thể hiện nay link nằm trong hoá trị vị những electron được sử dụng cộng đồng trong những nguyên vẹn tử.

Thuật ngữ covalence kể cho tới link được dùng đợt nguồn vào năm 1919 vị Irving Langmuir vô 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 những nguyên vẹn tử và phân tử". Langmuir viết lách rằng "chúng tao tiếp tục biểu thị thuật ngữ covalence ngay số cặp electron tuy nhiên 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 hoàn toàn có thể và đã được thám thính đi ra kể từ vài ba năm vừa qua tê liệt. Vào năm 1916, Gilbert N. Lewis vẫn tế bào mô tả sự người sử dụng cộng đồng những cặp electron trong những nguyên vẹn tử.[6] Ông reviews kí hiệu Lewis hoặc dấu chấm electron hoặc cấu trúc chấm Lewis, vô tê liệt những electron hóa trị (ở lớp vỏ) được 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 đại diện cho những link nằm trong hóa trị. hầu hết cặp electron thay mặt đại diện mang lại nhiều link, như thể những link song và link tía. Một cơ hội trình diễn thay cho thế, ko được thể hiện nay ở phía trên, là trình diễn những cặp electron tạo nên trở nên link bên dưới dạng những gạch ốp trực tiếp.

Lewis khuyến nghị rằng một nguyên vẹn tử tạo nên đầy đủ những link nằm trong hóa trị nhằm lấp giàn giụa (đóng kín) lớp vỏ ngoài nằm trong. Trong hình, nguyên vẹn tử carbon với hóa trị tứ, vì vậy được xung quanh vị tám electron (quy tắc chén tử), tứ electron của chủ yếu nguyên vẹn tử carbon và tứ electron kể từ những nguyên vẹn tử hydro vẫn link với nó. Mỗi hydro với hóa trị một được xung quanh vị 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 làm lấp giàn giụa lớp vỏ ngoài theo đòi thuyết lượng tử của nguyên vẹn tử; phần ngoài nằm trong của một nguyên vẹn tử carbon là n = 2, hoàn toàn có thể chứa chấp được tám electron, trong những lúc phần ngoài nằm trong (và duy nhất) của một nguyên vẹn tử hydro là n = 1, chỉ chứa chấp được 2 electron.[7]

Trong Lúc ý tưởng phát minh về những cặp electron người sử dụng cộng đồng cung ứng một hình ảnh lăm le tính hiệu suất cao về link nằm trong hóa trị, rất cần phải với cơ học tập lượng tử nhằm nắm chắc thực chất của những link này và Dự kiến cấu hình cũng như thể đặc điểm của những phân tử đơn giản và giản dị. Walter Heitler và Fritz London được ghi nhận là những người dân thứ nhất phân tích và lý giải thành công xuất sắc một link chất hóa học (phân tử hydro) vị cơ học tập lượng tử vô năm 1927.[8] Công trình của mình được dựa vào quy mô link hóa trị, giả thiết rằng một link chất hóa học được tạo hình Lúc với sự ck chéo cánh chất lượng tốt những orbital nguyên vẹn tử 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) với những đặc điểm kim chỉ nan đặc trưng dẫn cho tới những loại link không giống nhau. Liên kết sigma (σ) là link nằm trong hóa trị uy lực nhất, bởi sự ck 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 bởi sự ck chéo cánh của những orbital p (hoặc d). Một link song thân thích nhị nguyên vẹn tử bao gồm một link σ và một link π, và một link tía bao gồm một link σ và nhị link π.

Liên kết nằm trong hóa trị còn bị tác động vị phỏng âm năng lượng điện của những nguyên vẹn tử nhập cuộc link, ra quyết định sự phân đặc biệt 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 đặc biệt, ví như H-H. Một link ko thăng bằng tiếp tục tạo thành một lên kết hóa trị phân đặc biệt, ví như H-Cl. Tuy nhiên, phân đặc biệt còn đòi hỏi sự bất đối xứng hình học tập, hoặc lưỡng đặc biệt không giống hoàn toàn có thể bị diệt vứt tạo thành phân tử ko phân đặc biệt.

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

Có vài ba loại cấu hình link nằm trong hóa trị, bao hàm cấu hình những đơn phân tử, cấu hình phân tử, cấu hình đại phân tử và cấu hình nằm trong hóa trị to đùng (giant covalent structures). Đơn phân tử với những link uy lực lưu giữ cho những nguyên vẹn tử ở cạnh nhau, tuy nhiên vẫn đang còn những lực bú mớm ko đáng chú ý trong những phân tử. Những hóa học nằm trong hóa trị vì vậy thông thường ở dạng khí, ví như HCl, SO2, CO2, và CH4. Trong cấu hình phân tử thì với lực bú mớm yếu đuối. Các hóa học nằm trong hóa trị vì vậy là hóa học lỏng với nhiệt độ phỏng sôi thấp (như ethanol), và hóa học rắn nhiệt độ nhiệt độ chảy thấp (như iod và CO2 rắn). Cấu trúc đại phân tử có một lượng rộng lớn những nguyên vẹn tử link cùng nhau vị link nằm trong hóa trị vô mạch, bao hàm những polymer tổ hợp như polyethylene và nylon, và những polymer sinh học tập như protein và tinh ranh bột. Cấu trúc màng lưới nằm trong hóa trị (hay cấu hình nằm trong hóa trị khổng lồ) có một lượng rộng lớn những nguyên vẹn tử link theo đòi lớp (như phàn nàn chì), hoặc cấu hình tía chiều (như vàng và thạch anh). Những hóa học này còn có nhiệt độ nhiệt độ chảy và nhiệt độ phỏng sôi cao, thông thường giòn và với năng lượng điện trở suất cao. Các thành phần có tính âm năng lượng điện rộng lớn, và với năng lực tạo hình 3 hoặc tứ link song, thông thường được tạo nên trở nên kể từ những cấu hình đại phân tử vì vậy.[9]

Xem thêm: khoảng cách từ 1 điểm đến 1 mặt phẳng

Các link một và tía electron[sửa | sửa mã nguồn]

Các link với cùng một hoặc tía electron hoàn toàn có thể nhìn thấy trong những loại gốc tự tại, với con số electron không bình thường. Ví dụ đơn giản và giản dị nhất mang lại link có một electron là link được tạo hình vô cation hydro, H+
2
. Các link một electron thông thường với tích điện vị 50% của link 2 electron, vì vậy còn được gọi là "nửa liên kết". Tuy nhiên vẫn đang còn nước ngoài lệ: vô tình huống của dilithium, link một electron Li+
2
lại mạnh rộng lớn link nhị electron Li2. Trường hợp ý nước ngoài lệ này hoàn toàn có thể phân tích và lý giải vị thuật ngữ lai hóa và cảm giác bên dưới lớp vỏ.[10]

So sánh cấu hình electron thân thích link 3 electron và link nằm trong hóa trị.[11]

Ví dụ đơn giản và giản dị nhất mang lại link tía electron là link hoàn toàn có thể được tạo hình vô cation helium dimer, He+
2
. Đây được xem là một "nửa liên kết" vì thế nó chỉ share một electron (thay vì thế hai); trong những thuật ngữ orbital phân tử, electron loại tía là 1 trong những orbital phản link, diệt vứt 50% link tạo hình vị nhị electron tê liệt. Một ví dụ không giống mang lại phân tử chứa chấp link tía electron, thêm nữa link nhị electron, là nitơ monoxide, NO. Phân tử oxy, O2 cũng hoàn toàn có thể được xem là với nhị link tía electron và nhị electron, phân tích và lý giải mang lại tính thuận kể từ của chính nó và trật tự động link của chính nó là nhị.[12] Chlor dioxide, brom dioxide và iod dioxide cũng chứa chấp link tía electron.

Các phân tử với link với số electron không bình thường thông thường với tính phản xạ cao. Các loại link này chỉ lưu giữ ổn định lăm le Một trong những thành phần có tính âm năng lượng điện tương tự nhau.[12]

Cộng hưởng[sửa | sửa mã nguồn]

Có những tình huống tuy nhiên chỉ từng cấu hình Lewis ko đầy đủ nhằm phân tích và lý giải cấu hình electron vô một phân tử, vì vậy cần phải có sự ck hóa học cấu hình. Các nguyên vẹn tử trong những phân tử này hoàn toàn có thể link một cơ hội khác lạ trong mỗi cấu hình khác lạ (liên kết đơn vô một chiếc, link song vô loại không giống, hoặc không tồn tại gì cả), dẫn cho tới những bậc link ko nguyên vẹn. Ion nitrat là 1 trong những ví dụ với tía cấu hình tương tự. Liên kết thân thích nitơ và từng oxy là 1 trong những link song vô một cấu hình và một link đơn vô nhị cấu hình sót lại, vậy nên bậc link khoảng trong những tương tác N–O là 2 + 1 + 1/3 = 4/3.

Công thức nằm trong hưởng trọn chi chuẩn chỉnh mang lại ion nitrat

Thơm[sửa | sửa mã nguồn]

Trong chất hóa học cơ học, Lúc một phân tử với cùng một vòng bằng phẳng tuân theo đòi quy tắc Hückel, với con số những electron π đích với công thức 4n + 2 (n là số nguyên), thì đạt được xem ổn định lăm le và tính đối xứng cao. Trong benzen, hợp ý hóa học thơm tho thứ nhất, với 6 electron link π (n = 1, 4n + 2 = 6). Chúng lúc lắc tía orbital phân tử cô động xứng (thuyết orbital phân tử) hoặc tạo hình những link π vô nhị cấu hình nằm trong hưởng trọn phối hợp tuyến tính (thuyết link hóa trị), tạo nên một hình lục giác thường thì thể hiện nay tính ổn định lăm le to hơn fake thuyết 1,3,5-cyclohexatriene.[7]

Trong tình huống của những hóa học thơm tho dị vòng và những benzen được thế, sự khác lạ về phỏng âm năng lượng điện trong những phần của vòng hoàn toàn có thể mà thậm chí lúc lắc ưu thế vô hoạt động và sinh hoạt chất hóa học của những link vòng thơm tho, còn nếu như không thì tương tự nhau.[7]

Xem thêm: vì sao phải bảo vệ tổ quốc

Siêu hóa trị[sửa | sửa mã nguồn]

Một vài ba phân tử chắc chắn như xenon difluoride và diêm sinh hexafluoride với số phối trí cao hơn nữa số lượng hoàn toàn có thể bởi quy tắc nằm trong hóa trị ngặt nghèo theo đòi theo quy tắc chén tử. Vấn đề này được phân tích và lý giải vị quy mô link tam tứ ("3c–4e") vô tê liệt phân tích và lý giải hàm sóng phân tử vô terms of non-bonding highest occupied molecular orbitals vô thuyết orbital phân tử và ionic-covalent nằm trong hưởng trọn vô thuyết link hóa trị.

Thiếu electron[sửa | sửa mã nguồn]

Trong link tam nhị ("3c–2e") tía nguyên vẹn tử share nhị electron vô nguyên vẹn kết. Loại link này xẩy ra vô hợp ý hóa học thiếu thốn electron như diborane. Mỗi link vì vậy (2 bên trên từng phân tử vô dibonare) có một cặp electron link những nguyên vẹn tử bor theo như hình dạng một trái khoáy chuối, với cùng một proton (hạt nhân của một nguyên vẹn tử hydro) ở thân thích link, share electron với tất cả nhị nguyên vẹn tử bor. Trong vài ba group chất hóa học chắc chắn, link gọi là link tứ nhị cũng khá được thể hiện.

Xem thêm[sửa | sửa mã nguồn]

Tham khảo[sửa | sửa mã nguồn]

  1. ^ 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]
  2. ^ March, Jerry (1992). Advanced Organic Chemistry: Reactions, Mechanisms, and Structure. John Wiley & Sons. ISBN 0-471-60180-2.
  3. ^ Gary L. Miessler; Donald Arthur Tarr (2004). Inorganic Chemistry. Prentice Hall. ISBN 0-13-035471-6.
  4. ^ Merriam-Webster – Collegiate Dictionary (2000).
  5. ^ “Chemical Bonds”. Hyperphysics.phy-astr.gsu.edu. Truy cập ngày 9 mon 6 năm 2013.
  6. ^ Lewis, Gilbert N. (ngày 1 tháng tư năm 1916). “The atom and the molecule”. Journal of the American Chemical Society. 38 (4): 762–785. doi:10.1021/ja02261a002.
  7. ^ a b c Bruice, Paula (2016). Organic Chemistry (ấn bạn dạng 8). Pearson. ISBN 978-0-13-404228-2.
  8. ^ Heitler, W.; London, F. (1927). “Wechselwirkung neutraler Atome und homöopolare Bindung nach der Quantenmechanik” [Interaction of neutral atoms and homeopolar bonds according vĩ đại 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.
  9. ^ Stranks, D. R.; Heffernan, M. L.; Lee Dow, K. C.; McTigue, P.. T.; Withers, G. R. A. (1970). Chemistry: A structural view. Carlton, Vic.: Melbourne University Press. tr. 184. ISBN 0-522-83988-6.
  10. ^ Weinhold, F.; Landis, C. (2005). Valency and Bonding. Cambridge. tr. 96–100. ISBN 0-521-83128-8.
  11. ^ 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.
  12. ^ 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.

Liên kết ngoài[sửa | sửa mã nguồn]

  • Covalent Bonds and Molecular Structure Lưu trữ 2009-02-10 bên trên Wayback Machine
  • Structure and Bonding in Chemistry—Covalent Bonds Lưu trữ 2009-04-30 bên trên Wayback Machine

Bản mẫu:Chemical bonds Bản mẫu:Organic chemistry