Kemijska veza i kovalentna veza

Kemijska veza

Kemijska veza je sila koja drži atome zajedno, a ovisno o tome na koji način se atomi povezuju razlikujemo kovalentnu, ionsku i metalnu vezu. Vrsta kemijske veze određena je razlikom u elektronegativnosti atoma koji se povezuje. Ako je razlika veća od 1,9 veza je ionska, ako je manja od 1,9 načelno se radi o polarnoj kovalentnoj vezi, a ako je 0 tada je veza metalna ili nepolarna kovalentna. Prilikom nastajanja kemijske veze dolazi do oslobađanja energije pa je energija nastalog kemijskog spoja niža od energije pojedinih atoma koji čine spoj, a manja energija znači i veću stabilnost sustava (što je poželjno).

Kovalentna veza

Kovalentna veza nastaje između atoma nemetala. Prilikom stvaranja veze svaki od atoma daje po jedan elektron u zajednički elektronski par koji sudjeluje u stvaranje veze. Takav par elektrona naziva se vezni par, a ostali elektronski parovi atoma koji ne sudjeluju u stvaranju veze zovu se slobodni ili nevezani elektronski parovi.

G. N. Lewis prvi je postavio teoriju o nastajanju kovalentne veze kao težnje atoma za postizanje elektronske konfiguracije najbližeg plemenitog plina. Iako ova teorija nije u potpunosti točna, i dalje se koristi Lewisov sustav simbola kojim se može prikazati nastajanje kovalentne veze. U takvim simbolima valentni elektroni pojedinog elementa prikazani su točkicama (1 e^- = 1 točkica), a vezni parovi crticom.

Pr. Kako bismo točno nacrtali Lewisovom simbolikom atom broma?

Kovalentna veza može nastati između istovrsnih i raznovrsnih atoma. Ovisno o broju zajedničkih elektronskih parova razlikujemo jednostruku, dvostruku i trostruku vezu.

Nastajanje kovalentne veze među istovrsnim atomima:

Nastajanje molekule F₂ – svaki atom fluora koji ima 7 valentnih e^- daje po jedan e^- (nespareni) u zajednički elektronski par. Na taj način nastaje jedna jednostruka kovalentna veza, a na svakom atomu ostaje po tri slobodna elektronska para. Kada pogledamo svaki atom fluora u molekuli zasebno, okružen je s po 8 e^- na taj način postižući oktet.

Nastajanje molekule O₂ – atom kisika ima 6 valentnih e^-, od kojih su dva nesparena (u p orbitali) koji će sudjelovati u stvaranju dvostruke kovalentne veze.

Nastajanje molekule N₂ – atom dušika ima 5 valentnih e^-, od kojih tri nesparena (u p orbitali) koji će sudjelovati u stvaranju trostruke kovalentne veze.

Nastajanje kovalentne veze među raznovrsnim atomima:

Nastajanje molekule CH₄ – u nastajanju molekule sudjeluju četiri atoma vodika s po jednim nesparenim e^- i jedan atom ugljika s četiri nesparena elektrona.

Povezivanjem atoma kovalentnom vezom nastaju molekule elementarnih tvari i spojeva.

Za crtanje strukturnih formula složenijih molekula postoje određena pravila:

1. Odrediti ukupan broj valentnih elektrona u molekuli ili ionu (određuje se broj valentnih elektrona za svaku atom u spoju)
2. Nacrtati “kostur” molekule - atomi vodika uvijek su sporedni atomi i crtaju se na krajevima molekule jer se mogu vezati samo jednostrukom kovalentnom vezom, središnji atom u molekuli je onaj čiji je koeficijent elektronegativnosti najmanji
3. Preostale atome treba povezati jednostrukom kovalentnom vezom sa središnjim atomom. Preostali valentni elektroni koji ne služe za stvaranje veze raspodjeljuju se kao nevezni elektronski parovi elektronegativnijim atomima
4. Provjeriti jesu li svi atomi postigli odgovarajuću konfiguraciju plemenitog plina (dublet, oktet). Ako središnji atom nije postigao oktet, tada se pomoću neveznih parova sa sporednih atoma formiraju višestruke veze do postizanja okteta.
5. Provjeriti odgovara li broj veznih parova valenciji središnjeg atoma.

Pr. Pogledajmo kako ćemo Lewisovom simbolikom nacrtati molekulu sumporne kiseline?