Chemická vazba
Chemická vazba je energetický problém. Jádra a elektrony se uspořádají tak, aby souhrn přitažlivých a odpudivých interakcí vedl k nižší energii. „Iontová“, „kovalentní“ a „kovová“ vazba jsou užitečné modely rozložení elektronů, ne tři nezávislé síly.
Rozdíl elektronegativit
Stálou vzdálenost určuje minimum energie
Jsou-li dva atomy daleko, interagují slabě. Při přibližování může přitažlivost jader k elektronům snižovat energii, ale při velmi malé vzdálenosti prudce vzrostou odpudivé interakce jádro–jádro a elektron–elektron.
Rovnovážná délka vazby leží v minimu potenciálové energie. Rozštěpení vazby vyžaduje energii, protože systém musíme z minima vyvést. Délka vazby a vazebná energie spolu souvisejí, ale nejsou stejnou veličinou.
Iontová vazba je vlastnost celé mřížky
V iontovém krystalu obvykle neexistuje jedna izolovaná „molekula NaCl“. Kationty a anionty tvoří rozsáhlou mřížku a její stabilita plyne ze součtu elektrostatických interakcí mnoha sousedů.
Přenos elektronu mezi izolovanými atomy může sám o sobě energii stát. Stabilitu krystalu je třeba hodnotit spolu s ionizační energií, elektronovou afinitou a velkou stabilizací při vzniku mřížky.
Kovalentní vazba znamená sdílenou elektronovou hustotu
V kovalentní vazbě elektrony obsazují stavy rozprostřené přes více než jedno jádro. Lewisův pár je velmi užitečné účetnictví, skutečná elektronová hustota však vychází z vlnové funkce celé molekuly.
Vyšší řád vazby bývá spojen s kratší a pevnější vazbou, například v řadě C–C, C=C, C≡C. Je to trend, ne univerzální jednoduchá rovnice, protože vazbu mění i chemické okolí.
Elektronegativita popisuje polarizaci, ne ostrou hranici
Liší-li se atomy elektronegativitou, sdílená elektronová hustota se posune k elektronegativnějšímu atomu. Vznikají částečné náboje a dipólový moment vazby.
Neexistuje jedna fundamentální hodnota Δχ, která by náhle změnila kovalentní vazbu na iontovou. Charakter vazby tvoří kontinuum a v pevné látce rozhoduje celková elektronová struktura.
Lewisovy struktury a oktet mají meze
Lewisovy struktury dobře ukazují valenční elektrony, volné páry a formální náboje. Rezonance znamená, že několik kreseb může popisovat jeden delokalizovaný stav, nikoli rychle přeskakující molekulu.
Oktetové pravidlo selhává u částic s lichým počtem elektronů, elektronově deficitních sloučenin a mnoha sloučenin prvků třetí periody a přechodných kovů. Model je třeba volit podle otázky. Proto je při hodnocení vazby důležitější energetika a elektronová hustota než mechanické zařazení do jedné škatulky.
Řešené příklady
HCl
Cl přitahuje sdílenou hustotu silněji než H, takže vazba H–Cl je polární.
Řešení
C=C a C–C
Vyšší řád vazby mezi stejnými atomy obvykle znamená kratší a pevnější vazbu.
Řešení
NaCl v krystalu
Stabilita vychází z celé iontové mřížky, ne z izolované dvojice Na⁺–Cl⁻.
Řešení