НЕПОЛЯРНАЯ КОВАЛЕНТНАЯ СВЯЗЬ: ХАРАКТЕРИСТИКА, ОБРАЗОВАНИЕ, ТИПЫ - ХИМИЯ - 2026

Неполярная ковалентная связь представляет собой тип химической связи , в которых два атома , которые обладают сходной электроотрицательностью обмениваться электроны с образованием молекулы.

Этот тип связи обнаруживается в большом количестве соединений, которые имеют разные характеристики, обнаруживаются между двумя атомами азота, которые образуют газообразные частицы (N ₂ ), и между атомами углерода и водорода, которые удерживают молекулу метана вместе. (CH ₄ ), например.

Неполярная ковалентная связь метана. Автор CNX OpenStax, через Wikimedia Commons

Это известно как электроотрицательность по отношению к свойству, которым обладают химические элементы, которое относится к тому, насколько велика или мала способность этих атомных частиц притягивать электронную плотность друг к другу.

Полярность неполярных ковалентных связей отличается по электроотрицательности атомов менее чем на 0,4 (как показывает шкала Полинга). Если бы она была больше 0,4 и меньше 1,7, это была бы полярная ковалентная связь, а если бы она была больше 1,7, это была бы ионная связь.

Следует отметить, что электроотрицательность атомов описывает только те, которые участвуют в химической связи, то есть когда они являются частью молекулы.

Общие характеристики неполярной ковалентной связи

Термин «неполярный» характеризует молекулы или связи, которые не проявляют никакой полярности. Когда молекула неполярна, это может означать две вещи:

-Его атомы не связаны полярными связями.

-У него действительно есть связи полярного типа, но они были ориентированы таким образом, что каждая из них компенсирует дипольный момент другого.

Автор: Яцек Ф.Х., из Wikimedia Commons

Точно так же существует большое количество веществ, в которых их молекулы остаются связанными вместе в структуре соединения, будь то в жидкой, газовой или твердой фазе.

Когда это происходит, это происходит в значительной степени из-за так называемых ван-дер-ваальсовых сил или взаимодействий, в дополнение к условиям температуры и давления, при которых происходит химическая реакция.

Эти типы взаимодействий, которые также происходят в полярных молекулах, происходят из-за движения субатомных частиц, в основном электронов, когда они перемещаются между молекулами.

Из-за этого явления в считанные моменты электроны могут накапливаться на одном конце химического соединения, концентрируясь в определенных областях молекулы и придавая ей своего рода частичный заряд, генерируя определенные диполи и заставляя молекулы оставаться довольно близко друг к другу. друг на друга.

Полярность и симметрия

Однако этот небольшой диполь не образуется в соединениях, связанных неполярными ковалентными связями, потому что разница между их электроотрицательностями практически равна нулю или полностью равна нулю.

В случае молекул или связей, состоящих из двух одинаковых атомов, то есть, когда их электроотрицательности идентичны, разница между ними равна нулю.

В этом смысле связи классифицируются как неполярные ковалентные, если разница в электроотрицательностях между двумя атомами, составляющими связь, составляет менее 0,5.

Напротив, когда это вычитание дает значение от 0,5 до 1,9, оно характеризуется как полярно-ковалентный. Принимая во внимание, что когда эта разница приводит к числу больше 1,9, это определенно считается связью или соединением полярной природы.

Таким образом, этот тип ковалентных связей образуется благодаря разделению электронов между двумя атомами, которые в равной степени отдают свою электронную плотность.

По этой причине, помимо природы атомов, участвующих в этом взаимодействии, разновидности молекул, которые связаны этим типом связи, имеют тенденцию быть довольно симметричными, и, следовательно, эти связи обычно довольно прочные.

Как образуется неполярная ковалентная связь?

В общем, ковалентные связи возникают, когда пара атомов участвует в совместном использовании пар электронов или когда распределение электронной плотности одинаково между обоими видами атомов.

Модель Льюиса описывает эти объединения как взаимодействия, которые имеют двойную цель: два электрона распределяются между парой участвующих атомов и в то же время заполняют внешний энергетический уровень (валентную оболочку) каждого из них, предоставляя им большая стабильность.

Поскольку этот тип связи основан на разнице электроотрицательностей между атомами, составляющими ее, важно знать, что элементы с самой высокой электроотрицательностью (или более электроотрицательными) - это те, которые сильнее всего притягивают электроны друг к другу.

Это свойство имеет тенденцию к увеличению в периодической таблице в направлении влево-вправо и по возрастанию (снизу вверх), так что элемент, который считается наименее электроотрицательным в периодической таблице, - это франций (примерно 0,7 ), а наиболее электроотрицательным является фтор (примерно 4,0).

Эти связи чаще возникают между двумя атомами, принадлежащими неметаллам, или между неметаллом и атомом металлоидной природы.

Заказ и энергия

С более внутренней точки зрения, с точки зрения энергетических взаимодействий, можно сказать, что пара атомов притягивается друг к другу и образует связь, если этот процесс приводит к уменьшению энергии системы.

Точно так же, когда данные условия способствуют притяжению взаимодействующих атомов друг к другу, они сближаются, и именно тогда возникает или формируется связь; при условии, что этот подход и последующее объединение включают конфигурацию, имеющую меньшую энергию, чем первоначальная конфигурация, в которой атомы были разделены.

Способ, которым атомные частицы объединяются в молекулы, описывается правилом октетов, которое было предложено физико-химиком американского происхождения Гилбертом Ньютоном Льюисом.

Это известное правило в основном гласит, что атом, отличный от водорода, имеет тенденцию связываться до тех пор, пока не будет окружен восемью электронами в своей валентной оболочке.

Это означает, что ковалентная связь возникает, когда каждому атому не хватает электронов для заполнения своего октета, то есть когда они разделяют свои электроны.

Чтобы достичь стабильности в структуре CO2, атом углерода должен образовывать две двойные связи с каждым атомом кислорода, таким образом выполняя правило октетов.

У этого правила есть исключения, но в целом это зависит от природы элементов, задействованных в ссылке.

Типы элементов, образующих неполярную ковалентную связь

Когда образуется неполярная ковалентная связь, два атома одного и того же элемента или разных элементов могут быть соединены путем совместного использования электронов с их внешних энергетических уровней, которые доступны для образования связей.

Когда происходит это химическое объединение, каждый атом стремится приобрести наиболее стабильную электронную конфигурацию, которая соответствует благородным газам. Таким образом, каждый атом обычно «стремится» получить самую близкую конфигурацию благородного газа в периодической таблице, либо с меньшим, либо с большим количеством электронов, чем его первоначальная конфигурация.

Итак, когда два атома одного и того же элемента соединяются, образуя неполярную ковалентную связь, это происходит потому, что это объединение дает им менее энергичную и, следовательно, более стабильную конфигурацию.

Самым простым примером этого типа является газообразный водород (H ₂ ), хотя другими примерами являются газы кислород (O ₂ ) и азот (N ₂ ).

Два идентичных атома водорода, в которых пара электронов притягивается одинаковым образом, что приводит к отсутствию полярности в связи.

Неполярные ковалентные связи разных атомов

Неполярная связь также может быть образована между двумя неметаллическими элементами или металлоидом и неметаллическим элементом.

В первом случае неметаллические элементы состоят из элементов, которые принадлежат к избранной группе в периодической таблице, среди которых галогены (йод, бром, хлор, фтор), благородные газы (радон, ксенон, криптон). , аргон, неон, гелий) и некоторые другие, такие как сера, фосфор, азот, кислород, углерод и другие.

Примером этого является объединение атомов углерода и водорода, являющееся основой большинства органических соединений.

Во втором случае металлоиды - это те, которые имеют промежуточные характеристики между неметаллами и частицами, принадлежащими металлам в периодической таблице. Среди них: германий, бор, сурьма, теллур, кремний и другие.

Примеры

Можно сказать, что существует два типа ковалентных связей. Хотя на практике между ними нет никакой разницы, это:

-Когда идентичные атомы образуют связь.

-Когда два разных атома объединяются в молекулу.

Между идентичными атомами

В случае неполярных ковалентных связей, которые возникают между двумя идентичными атомами, электроотрицательность каждого на самом деле не имеет значения, потому что они всегда будут точно такими же, поэтому разница в электроотрицательностях всегда будет равна нулю.

Это случай газообразных молекул, таких как водород, кислород, азот, фтор, хлор, бром, йод.

Неполярная ковалентная связь двух одинаковых атомов кислорода.

Между разными атомами

Напротив, когда они представляют собой соединения между разными атомами, их электроотрицательность необходимо учитывать, чтобы классифицировать их как неполярные.

Это случай молекулы метана, где дипольный момент, образованный в каждой связи углерод-водород, аннулирован по причинам симметрии. Это означает отсутствие разделения зарядов, поэтому они не могут взаимодействовать с полярными молекулами, такими как вода, что делает эти молекулы и другие полярные углеводороды гидрофобными.

Другие неполярные молекулы: четыреххлористый углерод (CCl ₄ ), пентан (C ₅ H ₁₂ ), этилен (C ₂ H ₄ ), диоксид углерода (CO ₂ ), бензол (C ₆ H ₆ ) и толуол (C ₇ H ₈ ).

Неполярная ковалентная связь диоксида углерода.

Ссылки

1. Беттельхейм, Ф.А., Браун, WH, Кэмпбелл, М.К., Фаррелл, С.О. и Торрес, О. (2015). Введение в общую, органическую и биохимию. Восстановлено с books.google.co.ve
2. LibreTexts. (SF). Ковалентные связи. Получено с сайта chem.libretexts.org
3. Браун, В., Фут, К., Айверсон, Б., Анслин, Э. (2008). Органическая химия. Восстановлено с books.google.co.ve
4. ThoughtCo. (SF). Примеры полярных и неполярных молекул. Получено с thinkco.com
5. Joesten, MD, Hogg, JL и Castellion, ME (2006). Мир химии: Основное: Основное. Восстановлено с books.google.co.ve
6. Wikipedia. (SF). Ковалентная связь. Получено с en.wikipedia.org