KOVALENTTISTEN YHDISTEIDEN OMINAISUUDET (ESIMERKEIN) - KEMIA - 2026

Ominaisuudet kovalenttisten yhdisteiden perustuvat monista tekijöistä, jotka riippuvat olennaisesti molekyylirakenteet. Aluksi kovalenttisen sidoksen on liityttävä atomisiisi, eikä siinä voi olla sähkövarauksia; muuten puhutaan ionisista tai koordinaatioyhdisteistä.

Luonnossa on liian monia poikkeuksia, joissa jakoviiva kolmen tyyppisten yhdisteiden välillä hämärtyy; varsinkin kun tarkastellaan makromolekyylejä, jotka kykenevät sisältämään sekä kovalenttiset että ioniset alueet. Mutta yleensä kovalenttiset yhdisteet luovat yksinkertaisia, yksittäisiä yksiköitä tai molekyylejä.

Rannan rannikko, yksi äärettömistä esimerkeistä kovalenttisten ja ioniyhdisteiden lähteistä. Lähde: Pexels.

Kaasut, jotka muodostavat ilmakehän, ja tuulet, jotka törmäävät rannikkorannikkoon, ovat vain useita molekyylejä, jotka kunnioittavat vakiokoostumusta. Happi, typpi, hiilidioksidi, ovat erillisiä molekyylejä, joilla on kovalenttisia sidoksia ja jotka ovat läheisesti mukana planeetan elämässä.

Ja meren puolella vesimolekyyli, OHO, on pohjimmiltaan esimerkki kovalenttisesta yhdisteestä. Rannikolla se näkyy hiekan yläpuolella, joka on monimutkainen seos erodoituja piioksideja. Vesi on nestemäistä huoneenlämmössä, ja tämä ominaisuus on tärkeä pitää mielessä muiden yhdisteiden suhteen.

Kovalenttisidos

Johdannossa mainittiin, että mainituilla kaasuilla on kovalenttisia sidoksia. Jos tarkastelemme niiden molekyylirakenteita, huomaat, että niiden sidokset ovat kaksinkertaiset ja kolminkertaiset: O = O, N≡N ja O = C = O. Sen sijaan muut kaasut ovat yksinkertaisia sidoksia: HH, Cl-Cl, FF ja CH ₄ (neljä CH sidoksia tetraedrinen geometria).

Näille sidoksille ja siten kovalenttisille yhdisteille on ominaista, että ne ovat suuntavoimia; se kulkee atomista toiseen, ja sen elektronit, ellei resonanssia ole, lokalisoituvat. Ioniyhdisteissä kahden ionin väliset vuorovaikutukset ovat suunnattomia: ne houkuttelevat ja hylkivät muita vierekkäisiä ioneja.

Tämä merkitsee välittömiä vaikutuksia kovalenttisten yhdisteiden ominaisuuksiin. Mutta sen sidosten suhteen on mahdollista, kunhan ei ole ionisia varauksia, vahvistaa, että yhdiste, jolla on yksin-, kaksois- tai kolmoissidoksia, on kovalentti; ja vielä enemmän, kun nämä ovat ketjutyyppisiä rakenteita, joita löytyy hiilivedyistä ja polymeereistä.

Jotkut kovalenttiset yhdisteet yhdistyvät monisidoksiksi, ikään kuin ne olisivat ketjuja. Lähde: Pexels.

Jos näissä ketjuissa ei ole ionisia varauksia, kuten teflon-polymeerissä, niiden sanotaan olevan puhtaita kovalenttisia yhdisteitä (kemiallisessa eikä koostumuksellisessa mielessä).

Molekyylin riippumattomuus

Koska kovalenttiset sidokset ovat suuntavoimia, ne lopulta määrittelevät erillisen rakenteen eikä kolmiulotteisen järjestelyn sijaan (kuten tapahtuu kiderakenteilla ja hilailla). Kovalenttisista yhdisteistä voidaan odottaa pieniä, keskikokoisia, rengasmaisia, kuutiometriä tai muun tyyppisiä rakenteita.

Pienet molekyylit, esimerkiksi, ovat kaasut, vesi, ja muita yhdisteitä, kuten: I ₂, Br ₂, P ₄, S ₈ (kruunu-rakenne), kuten ₂, ja pii polymeerit ja hiiltä.

Jokaisella heistä on oma rakenne, riippumaton naapureidensa yhteyksistä. Korosta tätä ottamalla huomioon hiilen, fullereenin, C ₆₀: n allotrooppi:

Fullereenit, yksi mielenkiintoisimmista kivihiilen allotropeista. Lähde: Pixabay.

Huomaa, että se on muotoiltu palloksi. Vaikka pallot voivat olla vuorovaikutuksessa keskenään, juuri nämä kovalenttiset sidokset määrittelivät tämän symbolisen rakenteen; toisin sanoen, ei ole sulatettua kiteisten pallojen verkkoa, vaan erotettu (tai tiivistetty).

Tosielämän molekyylit eivät kuitenkaan ole yksin: ne ovat vuorovaikutuksessa toistensa kanssa muodostaen näkyvän kaasun, nestemäisen tai kiinteän aineen.

Molekyylien väliset voimat

Molekyylien väliset voimat, jotka pitävät yksittäisiä molekyylejä yhdessä, ovat suuresti riippuvaisia ​​niiden rakenteesta.

Epäpolaariset kovalenttiset yhdisteet (kuten kaasut) ovat vuorovaikutuksessa tietyntyyppisten voimien (dispersio tai Lontoo), kun taas polaariset kovalenttiset yhdisteet (kuten vesi) ovat vuorovaikutuksessa muun tyyppisten voimien (dipoli-dipoli). Kaikilla näillä vuorovaikutuksilla on yksi yhteinen asia: ne ovat suunnattuja, kuten kovalenttiset sidokset.

Esimerkiksi vesimolekyylit vuorovaikutuksessa vedyn sidokset, erityinen tyyppi dipoli-dipoli voimat. Ne on sijoitettu siten, että vetyatomit osoittavat kohti naapurimolekyylin happiatomia: H ₂ O - H ₂ O. Ja siksi nämä vuorovaikutukset esittävät tietyn suunnan avaruudessa.

Koska kovalenttisten yhdisteiden molekyylien väliset voimat ovat puhtaasti suunnattuja, se tarkoittaa, että niiden molekyylit eivät voi kolasoitua yhtä tehokkaasti kuin ioniset yhdisteet; ja tulos, kiehumis- ja sulamispisteet, joilla on taipumus olla alhainen (T <300 ° C).

Tämän seurauksena kovalenttiset yhdisteet huoneenlämpötilassa ovat yleensä kaasumaisia, nestemäisiä tai pehmeitä kiinteitä aineita, koska niiden sidokset voivat pyöriä antaen joustavuuden molekyyleille.

Liukoisuus

Kovalenttisten yhdisteiden liukoisuus riippuu liuenneen liuottimen affiniteetista. Jos ne ovat apolaarisia, ne liukenevat apolaarisiin liuottimiin, kuten dikloorimetaaniin, kloroformiin, tolueeniin ja tetrahydrofuraaniin (THF); jos ne ovat polaarisia, ne liukenevat polaarisiin liuottimiin, kuten alkoholit, vesi, jääetikkahappo, ammoniakki jne.

Tällaisen liuottimen ja liuottimen välisen affiniteetin lisäksi molemmissa tapauksissa on vakio: kovalenttiset molekyylit eivät hajotta (tietyin poikkeuksin) sidoksia tai hajoa atomejaan. Esimerkiksi suolat tuhoavat niiden kemiallisen identiteetin liukenemisen yhteydessä, kun niiden ioneja liuotetaan erikseen.

johtokyky

Neutraalina ne eivät tarjoa riittävää väliainetta elektronien kulkeutumiselle, ja siksi ne ovat huonoja sähkönjohtajia. Jotkut kovalenttiset yhdisteet, kuten esimerkiksi vetyhalogenidit (HF, HCl, HBr, HI), dissosioivat sidoksensa, jolloin syntyy ioneja (H ⁺: F ^-, Cl ^-, Br ^-…) ja ne muuttuvat hapoiksi (hydrakeiksi).

Ne ovat myös huonoja lämmönjohtimia. Tämä johtuu siitä, että niiden molekyylien väliset voimat ja niiden sidosten värähteet absorboivat osan syötetystä lämmöstä ennen kuin niiden molekyylit lisääntyvät energiassa.

kiteet

Kovalenttiset yhdisteet, niin kauan kuin niiden molekyylien väliset voimat sallivat, voidaan järjestää siten, että luodaan rakennekuvio; ja siten kovalenttinen kide, ilman ionisia varauksia. Siten ionien verkon sijaan on kovalenttisesti kytketty molekyylien tai atomien verkko.

Esimerkkejä näistä kiteistä ovat: sokerit yleensä, jodi, DNA, piidioksidit, timantit, salisyylihappo, mm. Timanttia lukuun ottamatta näiden kovalenttisten kiteiden sulamispisteet ovat paljon alhaisemmat kuin ionisten kiteiden; ts. epäorgaaniset ja orgaaniset suolat.

Nämä kiteet ovat ristiriidassa sen ominaisuuden kanssa, että kovalenttisilla kiintoaineilla on taipumus olla pehmeitä.

Viitteet

1. Whitten, Davis, Peck ja Stanley. (2008). Kemia. (8. painos). CENGAGE -oppiminen.
2. Leenhouts, Doug. (13. maaliskuuta 2018). Ioni- ja kovalenttisten yhdisteiden ominaisuudet. Sciencing. Palautettu osoitteesta: sciencing.com
3. Toppr. (SF). Kovalenttiset yhdisteet. Palautettu osoitteesta: toppr.com
4. Helmenstine, tohtori Anne Marie (5. joulukuuta 2018). Kovalenttiset tai molekyyliyhdisteominaisuudet. Palautettu osoitteesta: gondo.com
5. Wyman Elizabeth. (2019). Kovalenttiset yhdisteet. Tutkimus. Palautettu osoitteesta study.com
6. Ophardt C. (2003). Kovalenttiset yhdisteet. Virtuaali chembook. Palautettu osoitteesta: chemistry.elmhurst.edu
7. Dr. Gergens. (SF). Orgaaninen kemia: Hiiliyhdisteiden kemia.. Palautettu: homework.sdmesa.edu
8. Quimitube. (2012). Kovalenttisten molekyylisten aineiden ominaisuudet. Palautettu osoitteesta: quimitube.com