Kovalentne side
Kovalentsed sidemed on keemilised sidemed kahe mittemetalli aatomi vahel. Näiteks on vesi, kus vesinik (H) ja hapnik (O) seovad end kokku, moodustades (H2O). Täielikul väliskoorel on tavaliselt kaheksa elektroni, vesiniku või heeliumi puhul kaks. Valentselektronid on aatomi väliskoores suhteliselt lõdvalt hoitavad elektronid. Elektronide kestade struktuur on määratud kvantmehaanikaga).
Aatomi elektronide arvu määrab aatomi prootonite arv. Elektronid tiirlevad aatomituumade ümber ja nad on nagu udused orbiidid ümber aatomituuma. Esimesel kihil on kuni kaks elektroni. Järgnevad kihid sisaldavad tavaliselt kuni kaheksa elektroni. Kovalentsed sidemed moodustuvad aatomite poolt jagatud valentselektronidest.
Kui näiteks aatomil on üheksa elektroni, siis kaks esimest tiirlevad väga lähedal tuumale, seitse järgmist tiirlevad veidi kaugemal. Seitsme välimine elektron on vähem tihedamalt kinni kui kaks sisemist elektroni, sest nad on positiivselt laetud tuumast kaugemal. Kui see aatom satub lähedale teisele aatomile, mille väliskoores on lõdvalt hoitud elektron, saab lõdvalt hoitud elektronile uus orbitaal kättesaadavaks. See uus elektroni orbitaal on seotud mõlema aatomituumaga ja sellel on madalam energiatase kui algsel elektroni orbitaalil. Elektron võib spontaanselt sinna hüpata ja emiteerida fotooni liigse energiaga. Nüüd on meil elektron mõlemal aatomil orbiidil, mille tulemusel on elektroni andnud aatomil väike positiivne netolaeng ja teisel aatomil väike negatiivne netolaeng. Nüüd hoiab neid kahte aatomit koos elektromagnetiline tõmbejõud positiivsete ja negatiivsete laengute vahel. Seda nimetatakse kovalentseks sidemeks. Selle sideme lõhkumiseks on vaja sama palju energiat, mis selle moodustamisel eraldus.
Veemolekul koosneb ühest hapniku aatomist ja kahest vesiniku aatomist, mida hoiab koos kovalentne side. Sellisel juhul jagab hapniku aatom iga vesiniku aatomiga ühe elektroni. See tähendab, et hapniku aatomil on väike positiivne netolaeng ja vesiniku aatomil väike negatiivne netolaeng. Selle tulemusena tõmbavad hapniku- ja vesiniku aatomid üksteist elektromagnetilise jõu tõttu ligi. Seetõttu on vee molekul polaarne molekul: selle laeng ei ole ühtlaselt jaotunud.
Vee (H2O) kovalentsed sidemed
Kovalentsete sidemete tüübid
Aatomiorbitaalid (välja arvatud s-orbitaalid) moodustavad eri tüüpi kovalentsed sidemed:
- Sigma (σ) sidemed on kõige tugevamad kovalentsed sidemed. Neil on kahe erineva aatomi orbitaalide otsene kattumine. Ühe sideme puhul on tavaliselt tegemist σ-sidemetega.
- Pi (π) sidemed on nõrgemad ja tulenevad p (või d) orbitaalide külgmisest kattumisest.
- Kahe antud aatomi vahelisel kaksiksidemel on üks σ- ja üks π-side ning
- kolmiksidemel on üks σ- ja kaks π-sidet.
Kovalentsed sidemed on nõrgemad kui ioonsed sidemed ja neil on madalam sulamistemperatuur. Samuti on nad üldiselt halvad elektri- ja soojusjuhid.
Sideme pikkus
Keemias on sideme pikkus kovalentsete sidemete suuruse mõõtühik. Kuna molekulid on väga väikesed, mõõdetakse neid pikomeetrites ehk umbes miljardikmillimeetris.
Molekulide keemiat seletatakse peamiselt nende sidemetega ja nende sidemete põhjuseks on nende elektronide struktuur.
Benseeni joonistamine. Näidatud on sidemete pikkused ja sidemete nurgad.
Seotud leheküljed
- Valentsus
Küsimused ja vastused
K: Mis on kovalentne side?
V: Kovalentsed sidemed on keemiline side kahe mittemetalli aatomi vahel, kus aatomid jagavad valentselektroneid. See loob elektronorbitaali, mis on seotud mõlema aatomituuma külge ja millel on madalam energiatase kui algsel elektronorbitaalil. Selle tulemusena on elektroni andnud aatomil väike positiivne netolaeng ja teisel aatomil väike negatiivne netolaeng, mida hoiab koos elektromagnetiline tõmbejõud positiivsete ja negatiivsete laengute vahel.
Küsimus: Mitu elektroni on tavaliselt aatomi väliskoorel?
V: Aatomi väliskestas on tavaliselt kuni kaheksa elektroni, vesiniku või heeliumi puhul kaks.
K: Mis määrab aatomi elektronide arvu?
V: Aatomi elektronide arvu määrab aatomi prootonite arv.
K: Kuidas tekivad kovalentsed sidemed?
V: Kovalentsed sidemed tekivad, kui aatomid lähenevad üksteisele ja üks lõdvalt hoitud elektron ühest aatomist hüppab uuele orbitaalile, mis on seotud mõlema aatomituuma madalama energiatasemega kui varem. Selle tulemusel on ühel aatomil väike positiivne netolaeng ja teisel väike negatiivne netolaeng, mis tekitab nende vahel elektromagnetilise tõmbejõu.
Küsimus: Mis tüüpi molekul on vesi?
V: Vee molekulid koosnevad ühest hapniku aatomist ja kahest vesiniku aatomist, mida hoiavad koos kovalentsed sidemed, mistõttu on see polaarne molekul, sest selle laeng ei ole ühtlaselt jaotunud.
K: Kus tiirlevad elektronid ümber aatomituuma?
V: Elektronid tiirlevad ümber aatomituumade nagu udusad orbiidid.
