A kovalens vegyületek tulajdonságai számos tényezőn alapulnak, amelyek alapvetően a molekuláris szerkezetektől függenek. Először: a kovalens kötésnek csatlakoznia kell az atomjaihoz, és nem lehet elektromos töltés; különben ionos vagy koordinációs vegyületekről beszélnénk.
A természetben túl sok kivétel van abban az esetben, amikor a háromféle vegyület közötti elválasztási vonal elmosódik; különösen a makromolekulák figyelembevételekor, amelyek képesek mind a kovalens, mind az ionos régiók feltartására. De általában a kovalens vegyületek egyszerű, egyedi egységeket vagy molekulákat hoznak létre.
A tengerpart partja, a kovalens és ionos vegyületek egyik végtelen példája. Forrás: Pexels.
A légkört alkotó gázok és a tengerparti szellőket eljutó szellő nem más, mint több molekula, amelyek tiszteletben tartják az állandó összetételt. Az oxigén, a nitrogén, a szén-dioxid, diszkrét molekulák kovalens kötésekkel és szorosan kapcsolódnak a bolygó életéhez.
És a tengeri oldalról az OHO vízmolekulája a kovalens vegyület alapvető példája. A parton a homok felett látható, amelyek az erodált szilícium-oxidok komplex keveréke. A víz szobahőmérsékleten folyékony, és ezt a tulajdonságot fontos figyelembe venni más vegyületek esetében is.
Kovalens kötés
A bevezetésben megemlítették, hogy az említett gázok kovalens kötésekkel rendelkeznek. Ha megnézi a molekuláris szerkezetüket, látni fogja, hogy kötésük kettős és hármas: O = O, N≡N és O = C = O. Ezzel ellentétben, más gázok egyes kötéssel: HH, Cl-CI, FF és CH 4 (négy CH kötvények tetraéderesen).
Ezeknek a kötéseknek és következésképpen a kovalens vegyületeknek az a jellemzõje, hogy irányító erõk; egyik atomról a másikra megy, és elektronjai, ha nincs rezonancia, lokalizálódnak. Míg az ionos vegyületekben a két ion közötti kölcsönhatások nem-irányosak: vonzzák és taszítják más szomszédos ionokat.
Ez azonnali következményekkel jár a kovalens vegyületek tulajdonságaira. A kötésekkel kapcsolatban azonban, amíg nincsenek ion töltések, megerősíthetjük, hogy az egy, kettős vagy hármas kötéssel rendelkező vegyület kovalens; és még ennél is inkább, ha ezek lánc típusú szerkezetek, szénhidrogénekben és polimerekben találhatók.
Néhány kovalens vegyület több kötéshez kapcsolódik, mintha láncok lennének. Forrás: Pexels.
Ha ezekben a láncokban, mint például a teflonpolimerben, nincsenek ioncsökkentések, akkor azt mondják, hogy tiszta kovalens vegyületek (kémiai és nem összetételi értelemben).
Molekuláris függetlenség
Mivel a kovalens kötések irányító erők, mindig a diszkrét struktúrát definiálják, nem pedig háromdimenziós elrendezést (ahogy ez a kristályszerkezeteknél és a rácsoknál fordul elő). A kovalens vegyületekből kicsi, közepes, gyűrűs, köbös molekula vagy bármilyen más típusú szerkezet várható.
A kis molekulák közé tartoznak például a gázok, a víz és más vegyületek, például: I 2, Br 2, P 4, S 8 (koronaszerű szerkezetű), As 2, valamint a szilícium polimerek és szén.
Mindegyiknek megvan a maga felépítése, függetlenül a szomszédainak kapcsolataitól. Ennek hangsúlyozására vegye figyelembe a szén, a fullerén, C 60 allotrópját:
A fullerének, az egyik legérdekesebb szénatípus. Forrás: Pixabay.
Vegye figyelembe, hogy futball-labda alakú. Bár a golyók kölcsönhatásba léphetnek egymással, kovalens kötéseik határozták meg ezt a szimbolikus struktúrát; vagyis nincs kristálygömbök olvadt hálózata, hanem különálló (vagy tömörített).
A valós életben azonban a molekulák nem önmaguk: kölcsönhatásba lépnek, hogy látható gázt, folyadékot vagy szilárd anyagot hozzanak létre.
Intermolekuláris erők
Az egyes molekulákat együtt tartó intermolekuláris erők nagymértékben függnek szerkezetüktől.
A nem poláris kovalens vegyületek (például gázok) bizonyos típusú erőkön (diszperzió vagy London) kölcsönhatásba lépnek, míg a poláris kovalens vegyületek (mint például a víz) másfajta erők (dipol-dipol) kölcsönhatásba lépnek. Mindezen kölcsönhatásoknak van egy közös vonása: irányítottak, csakúgy, mint a kovalens kötések.
Például a vízmolekulák kölcsönhatásba lépnek a hidrogénkötések révén, ami egy speciális típusú dipól-dipól erő. Úgy vannak elhelyezve, hogy a hidrogénatomok a szomszédos molekulák oxigénatomja felé mutatnak: H 2 O - H 2 O. Ezért ezek az interakciók a térben meghatározott irányt mutatnak.
Mivel a kovalens vegyületek intermolekuláris erõi tisztán irányítottak, ez azt jelenti, hogy molekuláik nem tudnak összeolvadni olyan hatékonyan, mint az ionos vegyületek; és az eredmény, alacsony forráspontú és olvadáspontok (T <300 ° C).
Következésképpen a kovalens vegyületek szobahőmérsékleten általában gáz-halmazállapotú, folyékony vagy lágy szilárd anyagok, mivel kötéseik foroghatnak, rugalmasságot biztosítva a molekulák számára.
Oldhatóság
A kovalens vegyületek oldhatósága az oldott-oldószer affinitásától függ. Apolárisok oldódnak apoláris oldószerekben, például diklór-metánban, kloroformban, toluolban és tetrahidrofuránban (THF); ha polárisak, oldódnak poláris oldószerekben, például alkoholokban, vízben, jégecetben, ammóniában stb.
Az ilyen oldott-oldószeres affinitáson túlmenően azonban mindkét esetben állandó van: a kovalens molekulák (bizonyos kivételekkel) nem szakítják meg kötéseiket vagy szétesik atomjaikat. Például a sók megsemmisítik kémiai azonosságukat, amikor feloldják és ionjaikat külön oldják meg.
Vezetőképesség
Mivel semlegesek, nem biztosítanak megfelelő közeget az elektronok vándorlásához, és ezért rossz villamosvezetők. Néhány kovalens vegyület, például a hidrogén-halogenidek (HF, HCl, HBr, HI) eloszlatják kötődésüket, hogy ionokat képezzenek (H +: F -, Cl -, Br -…) és savakká (hidracidokká) váljanak.
Ezek szintén rossz hővezetők. Ennek oka az, hogy intermolekuláris erõik és kötéseik rezgései elnyelik a rendelkezésre bocsátott hõ egy részét, mielõtt molekuláik növelik az energiát.
Crystals
A kovalens vegyületeket, amíg az intermolekuláris erõk megengedik, elrendezhetjük úgy, hogy szerkezeti mintát hozzunk létre; és így egy kovalens kristály, ion töltések nélkül. Így az ionok hálója helyett kovalensen összekapcsolt molekulák vagy atomok hálózata található.
Ilyen kristályok például: cukrok általában, jód, DNS, szilika-oxidok, gyémántok, szalicilsav, többek között. A gyémánt kivételével ezeknek a kovalens kristályoknak az olvadáspontja jóval alacsonyabb, mint az ionos kristályoké; vagyis a szervetlen és szerves sók.
Ezek a kristályok ellentmondásban vannak azzal a tulajdonsággal, hogy a kovalens szilárd anyagok általában lágyak.
Irodalom
- Whitten, Davis, Peck és Stanley. (2008). Kémia. (8. kiadás). CENGAGE Tanulás.
- Leenhouts, Doug. (2018. március 13.). Az ionos és kovalens vegyületek jellemzői. Sciencing. Helyreállítva: sciencing.com
- Toppr. (Sf). Kovalens vegyületek. Helyreállítva: toppr.com
- Helmenstine, Anne Marie, Ph.D. (2018. december 05.). Kovalens vagy molekuláris vegyület tulajdonságai. Helyreállítva: gondolat.com
- Wyman Elizabeth. (2019). Kovalens vegyületek. Tanulmány. Helyreállítva: study.com
- Ophardt C. (2003). Kovalens vegyületek. Virtuális Chembook. Helyreállítva: chemistry.elmhurst.edu
- Dr. Gergens. (Sf). Szerves kémia: A szénvegyületek kémiája.. Helyreállítva: homework.sdmesa.edu
- Quimitube. (2012). A molekuláris kovalens anyagok tulajdonságai. Helyreállítva: quimitube.com