IKATAN KOVALEN: CIRI, SIFAT DAN CONTOH - KIMIA

The ikatan kovalen adalah jenis ikatan antara atom membentuk molekul melalui pasangan perkongsian elektron. Ikatan ini, yang mewakili keseimbangan yang cukup stabil antara setiap spesies, membolehkan setiap atom mencapai kestabilan konfigurasi elektroniknya.

Ikatan ini terbentuk dalam versi tunggal, dua atau tiga, dan mempunyai watak polar dan bukan polar. Atom dapat menarik spesies lain, sehingga memungkinkan pembentukan sebatian kimia. Kesatuan ini boleh berlaku oleh daya yang berlainan, menghasilkan daya tarikan yang lemah atau kuat, watak ion atau pertukaran elektron.

Ikatan kovalen dianggap sebagai ikatan "kuat". Tidak seperti ikatan kuat lain (ikatan ionik), ikatan kovalen biasanya berlaku pada atom bukan logam dan pada ikatan yang mempunyai pertalian yang serupa untuk elektron (elektronegativiti serupa), menjadikan ikatan kovalen lemah dan memerlukan lebih sedikit tenaga untuk pecah.

Dalam ikatan jenis ini, peraturan Octet yang disebut biasanya digunakan untuk menganggarkan jumlah atom yang akan dibagi: peraturan ini menyatakan bahawa setiap atom dalam molekul memerlukan 8 elektron valensi untuk tetap stabil. Melalui perkongsian, mereka mesti mencapai kehilangan atau kenaikan elektron antara spesies.

ciri

Ikatan kovalen dipengaruhi oleh sifat elektronegatif setiap atom yang terlibat dalam interaksi pasangan elektron; Apabila anda mempunyai atom dengan elektronegativiti yang jauh lebih tinggi daripada atom lain di persimpangan, ikatan kovalen kutub akan terbentuk.

Walau bagaimanapun, apabila kedua-dua atom mempunyai sifat elektronegatif yang serupa, ikatan kovalen bukan polar akan terbentuk. Ini berlaku kerana elektron spesies yang paling elektronegatif akan lebih terikat pada atom ini berbanding dengan elektronegativiti paling sedikit.

Perlu diingat bahawa tidak ada ikatan kovalen yang sama rata, kecuali kedua-dua atom yang terlibat sama (dan dengan itu mempunyai elektronegativiti yang sama).

Jenis ikatan kovalen bergantung pada perbezaan elektronegativiti antara spesies, di mana nilai antara 0 dan 0,4 menghasilkan ikatan bukan polar, dan perbezaan 0,4 hingga 1,7 menghasilkan ikatan polar ( Ikatan ionik muncul dari 1.7).

Ikatan kovalen bukan kutub

Ikatan kovalen bukan kutub dihasilkan apabila elektron dibahagi sama antara atom. Ini umumnya berlaku apabila kedua-dua atom mempunyai pertalian elektronik yang sama atau sama (spesies yang sama). Semakin serupa nilai pertalian elektron antara atom yang terlibat, semakin kuat daya tarikan yang dihasilkan.

Ini biasanya berlaku pada molekul gas, juga dikenali sebagai unsur diatomik. Ikatan kovalen bukan kutub berfungsi dengan sifat yang sama dengan ikatan polar (atom dengan elektronegativiti yang lebih tinggi akan menarik lebih kuat elektron atau elektron atom lain).

Walau bagaimanapun, dalam molekul diatomik elektronegativiti terbatal kerana ia sama, menghasilkan cas sifar.

Ikatan bukan polar sangat penting dalam biologi: ia membantu membentuk ikatan oksigen dan peptida yang dilihat dalam rantai asid amino. Molekul dengan bilangan ikatan nonpolar yang tinggi biasanya hidrofobik.

Ikatan kovalen kutub

Ikatan kovalen kutub berlaku apabila terdapat perkongsian elektron yang tidak sama antara dua spesies yang terlibat dalam penyatuan. Dalam kes ini, salah satu daripada dua atom mempunyai elektronegativiti yang jauh lebih tinggi daripada yang lain, dan untuk alasan ini, ia akan menarik lebih banyak elektron dari persimpangan.

Molekul yang dihasilkan akan mempunyai sisi yang sedikit positif (satu dengan elektronegativiti terendah), dan sisi yang sedikit negatif (dengan atom dengan elektronegativiti tertinggi). Ini juga akan mempunyai potensi elektrostatik, yang memberikan sebatian keupayaan untuk mengikat lemah dengan sebatian kutub yang lain.

Ikatan kutub yang paling biasa adalah ikatan hidrogen dengan atom elektronegatif yang lebih banyak untuk membentuk sebatian seperti air (H ₂ O).

Hartanah

Dalam struktur ikatan kovalen, serangkaian sifat diambil kira yang terlibat dalam kajian ikatan ini dan membantu memahami fenomena perkongsian elektron ini:

Peraturan Octet

Peraturan oktet dirumuskan oleh ahli fizik dan ahli kimia Amerika Gilbert Newton Lewis, walaupun ada saintis yang mempelajarinya sebelum ini.

Ini adalah aturan praktis yang mencerminkan pemerhatian bahawa atom unsur perwakilan cenderung bergabung sedemikian rupa sehingga setiap atom mencapai lapan elektron di cangkang valensnya, menyebabkannya mempunyai konfigurasi elektronik yang serupa dengan gas mulia. Diagram atau struktur Lewis digunakan untuk mewakili persimpangan ini.

Terdapat pengecualian untuk peraturan ini, misalnya pada spesies dengan cangkang valensi yang tidak lengkap (molekul dengan tujuh elektron seperti CH ₃ , dan spesies reaktif dengan enam elektron seperti BH ₃ ); ia juga berlaku pada atom dengan elektron yang sangat sedikit, seperti helium, hidrogen dan litium, antara lain.

Resonans

Resonans adalah alat yang digunakan untuk mewakili struktur molekul dan mewakili elektron yang terdokalisasi di mana ikatan tidak dapat dinyatakan dengan satu struktur Lewis.

Dalam kes ini, elektron mesti diwakili oleh pelbagai struktur "penyumbang", yang disebut struktur resonan. Dengan kata lain, resonans adalah istilah yang menunjukkan penggunaan dua atau lebih struktur Lewis untuk mewakili molekul tertentu.

Konsep ini sepenuhnya manusiawi, dan tidak ada satu atau struktur molekul lain pada waktu tertentu, tetapi ia dapat wujud dalam versi mana pun (atau semuanya) pada masa yang sama.

Selanjutnya, struktur penyumbang (atau resonan) bukan isomer: hanya kedudukan elektron yang boleh berbeza, tetapi bukan inti atom.

Aromatik

Konsep ini digunakan untuk menggambarkan molekul siklik yang rata dengan cincin ikatan resonan yang menunjukkan kestabilan yang lebih besar daripada susunan geometri lain dengan konfigurasi atom yang sama.

Molekul aromatik sangat stabil, kerana ia tidak mudah pecah dan biasanya tidak bertindak balas dengan bahan lain. Dalam benzena, sebatian aromatik prototaip, ikatan pi (π) konjugasi terbentuk dalam dua struktur resonan yang berbeza, yang membentuk segi enam yang sangat stabil.

Pautan Sigma

Ini adalah ikatan termudah, di mana dua orbit "s" bergabung. Ikatan sigma berlaku pada semua ikatan kovalen sederhana, dan ia juga boleh terjadi pada orbital "p", selagi mereka saling memandang.

Ikatan pi (π)

Ikatan ini berlaku antara dua orbital "p" yang selari. Mereka mengikat berdampingan (tidak seperti sigma, yang mengikat muka) dan membentuk kawasan kepadatan elektron di atas dan di bawah molekul.

Ikatan ganda dan tiga kovalen melibatkan satu atau dua ikatan pi, dan ini memberikan molekul bentuk kaku. Ikatan Pi lebih lemah daripada ikatan sigma, kerana terdapat sedikit pertindihan.

Jenis ikatan kovalen

Ikatan kovalen antara dua atom dapat dibentuk oleh sepasang elektron, tetapi mereka juga dapat dibentuk oleh dua atau hingga tiga pasang elektron, jadi ini akan dinyatakan sebagai ikatan tunggal, dua dan tiga, yang diwakili oleh pelbagai jenis kesatuan (ikatan sigma dan pi) untuk masing-masing.

Ikatan tunggal adalah yang paling lemah dan ikatan rangkap tiga adalah yang paling kuat; Ini berlaku kerana tiga kali ganda mempunyai panjang ikatan terpendek (tarikan lebih besar) dan tenaga ikatan terbesar (mereka memerlukan lebih banyak tenaga untuk putus).

Pautan ringkas

Ini adalah perkongsian sepasang elektron tunggal; iaitu, setiap atom yang terlibat berkongsi satu elektron. Kesatuan ini adalah yang paling lemah dan melibatkan ikatan sigma (σ) tunggal. Ia diwakili oleh garis antara atom; contohnya, bagi molekul hidrogen (H ₂ ):

H H

Pautan berganda

Dalam ikatan jenis ini, dua pasangan elektron bersama membentuk ikatan; iaitu, empat elektron dikongsi. Ikatan ini melibatkan satu ikatan sigma (σ) dan satu pi (π), dan diwakili oleh dua baris; sebagai contoh, dalam hal karbon dioksida (CO ₂ ):

O = C = O

Ikatan tiga

Ikatan ini, yang paling kuat wujud di antara ikatan kovalen, berlaku apabila atom berkongsi enam elektron atau tiga pasang, dalam ikatan sigma (σ) dan dua pi (π). Ia dilambangkan dengan tiga garis dan dapat dilihat dalam molekul seperti asetilena (C ₂ H ₂ ):

HC≡CH

Terakhir, ikatan empat kali ganda telah diperhatikan, tetapi ia jarang berlaku dan hanya terhad kepada sebatian logam, seperti kromium (II) asetat dan lain-lain.

Contoh

Untuk ikatan sederhana, kes yang paling biasa adalah hidrogen, seperti yang dapat dilihat di bawah:

Kes ikatan tiga adalah nitrogen dalam nitrogen oksida (N ₂ O), seperti yang dilihat di bawah, dengan ikatan sigma dan pi dapat dilihat:

Rujukan

Chang, R. (2007). Kimia. (Edisi ke-9). McGraw-Hill.
Chem Libretexts. (sf). Diperolehi dari chem.libretexts.org
Anne Marie Helmenstine, P. (nd). Diperolehi dari thinkco.com
Lodish, H., Berk, A., Zipursky, SL, Matsudaira, P., Baltimore, D., & Darnell, J. (2000). Biologi Sel Molekul. New York: WH Freeman.
Wikiversity. (sf). Diperolehi dari en.wikiversity.org

IKATAN KOVALEN: CIRI, SIFAT DAN CONTOH - KIMIA - 2026