Elsőrendű kötések

Minden elem atomja -a nemesgázokat leszámítva- stabil elektronszerkezetre törekszik. Ezt a betöltetlen alhéjak nélküli stabil állapotot nevezik nemesgázszerkezetnek.Ezt az állapotot háromféle módon érhetik el az atomok: némelyek elektront adnak le,mások fölvesznek, de vannak olyan részecskék, melyek közös elektronpárok megosztásával stabilizálódnak.

Elsőrendű általános kötések és általános jellemzőik

Általánosságban elmondható, hogy kötési energiájuk nagy (80-850 kJ/mol). Az elsődrendű kötéstől is jelentősen függ a rácsszerkezet. Tehát általánosságban elmondható, hogy az elsődrendű kötések atomok és inonok között, az utolsó vegyértékhéjon lévő vegyértékelektronok segítségével alakulnak ki. Három tipusuk van: fémes, ionos, kovalens

A fémes kötés

A fémes elemek teszik ki a periódusos rendszer nagy részét. Tulajdonságaik nagy része azonos: -arany és réz kivételével- szürkés szin, jellegzetes fémes csillogás, jó hő- és elektromos vezetés, jó megmunkálhatóság. Mindezen tulajdonságuk oka a fémrács és a fémes kötés.
A fémek vegyértékelektronja elég távol van az atommagtól, így ez laza kölcsönhatás eredményez köztük. Ha több ilyen fématom kerül egymáshoz közel, akkor ezek a kis elektronnegativitású részecskék "beadják a közösbe" vegyértékelektronjaikat. Így pozitív fématomtörzsek (atommag és a zárt elektronhéjak együttes elnevezése) , és "helyhez nem kötött" ugynevezett delokalizált elektronok közti vonzást fémes kötésnek nevezzük. A fémes kötéssel összekapcsolt atomtörzsek sokasága a fémes kötés. Ha tehát fémre elektromos áramot kapcsolunk,akkor akkor a delokalizálatlan elektronok mozgása rendezetté válik. Azonban elektromos vezetésük a hőmérséklet emelésével csökken. Fémek többsége az azonos méretű atomtörzsek miatt jól megmunkálhatóak. A fémes kötés erőssége a vegyérték elektronok számától, és az atomok méretétől függ.


a rácsokcsíkok elcsúsztatása

A kovalens kötés

A nemfémes elemek egy csoportja kétatomos molekulák halmazai (O2, H2, Cl2, N2, Br2,),azonban elemek alkothatnak négyatomos (P4) , sőt nyolcatomos molekulákat is (S8).Ezen molekulák összenergiája általánosságban kisebb, mint a szabad atomomk energiájának összege,ebből következően a molekula képződése legtöbbször energiafölszabadulással jár. Ezekben a molekulákban az atomok kötőelektronpárral hoznak létre kapcsolatot egymás között.A közös elektronpárral kialakított kapcsolatot kovalens kötésnak nevezzük.A kötésben résztvevő elektronpárokat kötő-,míg a részt nem vevőt nemkötő elektronpároknak nevezzük.Ezek az elektronpárok a kiindulási atom vegyértékelekronjaiból jöttek létre.Ilyenkor a kovalens kötésben részt vevő elektronok az atompályáról molekulapályára (ez az a térrész ahol az elektronok 90%-os valószinűséggel tartózkodnak) lépnek,így az egysült elektronfelhőben bárhol lehetnek elektronok.

Hidrogén molekula kialakulása

Azt a kötést,amelyben a kötő elkektronpár elektronsűrűsége a kötés tengelye mentén a nagyobb, szigma-kötésnek nevezzük,amely tengelyszimmetrikus. Az olyan kötést,amelyben a kötöelektronpár elektronsűrűsége a kötés tengelyére merőlegesen nagyobb, pi-kötésnek nevezzük, amely síkszimmetrikus.Az egyszeres kovalens kötés mindig szigma-kötés melyből csak egy alakulhat ki két atom között,míg a pi-kötésből kettő is. Tehát összesen két atom között max. 3 elektronpár létesíthet kötést.
Azonban előfordul olyan est is,mikor egy atom adja a kötőelektronpár mindkét elektronját (pl.: CO).Ezt nevezzük datív kötésnek.
A kovalens kötéseknek ezen kívül van más jellemzőik is:
Kötési energia:Egy mol molekulában két atom közötti kötés felszakításához szükséges energia(mértékegysége kJ/mol,pozitív előjelű)
Kötéshossz:Kötést létesítő atomok közötti távolság.Ez a mennyiség minnél nagyobb, annál kisebb a kötési energia.
Kötésszög:Kapcsolódó atomok kötései által bezárt szög.
Vegyérték:Egy molekulában az atomhoz tartozó kötő elektronpárok száma

Az ionkötés

Mint a sav-bázis reakcióknál megtanultuk léteznek töltéssel rendelkező részecskék, tehát ionok. A pozitív töltésű, fémből kialakult iont kationnak, míg a "nemfém-származékokat",melyek negatív töltésüek , anionnak nevezzük. Azt az energiát, amely 1 mol szabad (gázhalamazállapotú), alapállapotú atom legkönnyebben leszakítható elektronjának eltávolításához szükséges, ionizációs eneriának nevezzük (jele: Ei , mértékegység kJ/mol). Azt az energiát amely, akkor szabadul fel,vagy nyelődik el, amkor 1 mol allapállapotú szabad atomból egyszeresen negatív töltésű ion képződik,elektronaffintásnak nevezzük (Ea,mértékegysége: kJ/mol,ez az ionizációs energiával szemben negatív is lehet).
A kis elektronnegativitású fémek és a nagy elektronnegativitású nemfémek reakciójával ionvegyületek képződnek (pl.: karbonátion).Tehát az ezekből felépülő ionrácsban pozitív és negatív ionok úgy helyezkednek el,hogy az ellentétes töltésüek közel,míg az azonos töltésüek távol helyezkednek el egymáshoz viszonyítva.Az ellentétes töltésű ionok elektrosztatikus vonzását ionkötésnek nevezzük. Az így keletkező összetett ionokat alkotó atomok azonban kovalens kötéssel kapcsolódnak egymáshoz. Az ionrács energiaszintje a rácsenergia (mértékegysége

Karbonátion (CO32-) (vörössel a delokalizált elektronok)

kJ/mol,mértéke csak pozitív lehet.Fenti ábrán látható,ha egy elektronpár molekulapályája kttőnél több atom törzsre terjed ki,akkor delokalizál kötésről beszélünk,ez csak pi-kötés lehet.

Vélemény, hozzászólás?

Az email címet nem tesszük közzé. A kötelező mezőket * karakterrel jelöljük.