Mini-kurzus
Kémiai kötés
Kémiai kötés akkor alakul ki, amikor az atomok közötti kölcsönhatás a különálló részecskékhez képest kedvezőbb energiaállapotot hoz létre. Az ionos, kovalens és fémes kötés nem három mereven elkülönülő doboz: azt írják le, hogyan oszlik el és hogyan mozog az elektronsűrűség az anyagban.
Miért kerülnek közelebb az atomok?
Nagy távolságban alig hatnak egymásra. Közeledéskor az egyik atommag vonzza a másik atom elektronjait, ami csökkentheti az energiát. Túl kis távolságnál azonban a mag–mag és elektron–elektron taszítás meredeken megnő. A kötési távolság a vonzó és taszító hatások közötti energiaminimum közelében alakul ki.
Kovalens kötés
Kovalens kötésben az elektronpár vagy általánosabban a kötő elektronsűrűség több atomhoz tartozik. H₂-ben a két hidrogén 1s állapota olyan molekulapályát hoz létre, amelyben a két mag közötti elektronsűrűség megnő. Poláris kovalens kötésben, például H–Cl esetén, ez a sűrűség nem szimmetrikus.
Ionos kölcsönhatás
Ha elektronátadás után ellentétes töltésű ionok keletkeznek, közöttük hosszú hatótávolságú elektrosztatikus vonzás működik. Szilárd NaCl-ban nem elkülönült NaCl „molekulák” sorakoznak, hanem kiterjedt ionrács. A szerkezet energiáját az egész rácsban jelen lévő vonzó és taszító kölcsönhatások határozzák meg.
Fémes kötés
Fémekben a vegyértékelektronok nem egyetlen atom–atom kötéshez vannak szigorúan lokalizálva. A kiterjedt elektronállapotok lehetővé teszik a töltés és energia mozgását a kristályban, ami hozzájárul az elektromos és hővezetéshez, valamint ahhoz, hogy sok fém alakítható anélkül, hogy minden kötés egyszerre megszakadna.
Kötési polaritás és molekulapolaritás
Az elektronegativitás-különbség segít megjósolni egy kötés polaritását, de egy egész molekula polaritásához a geometria is kell. A CO₂ két C=O kötése poláris, mégis a lineáris molekulában a két kötési dipólus kioltja egymást. A H₂O hajlított geometriájában viszont nem történik teljes kioltás.
Az oktettszabály korlátja
Az oktettszabály hasznos főcsoportbeli mintázat, nem alapvető természeti törvény. A hidrogén két elektronnal teljesíti első héját, bórvegyületek lehetnek elektronhiányosak, a 3. periódustól pedig hipervalens leírások is előfordulnak. A kötést mindig az adott elektronszerkezet alapján kell értelmezni.
Próbáld ki
Miért nem elég azt mondani, hogy a CO₂ „poláris kötéseket tartalmaz, tehát poláris molekula”?
Megoldás
Mert a molekulapolaritás vektoriális eredő. A lineáris CO₂ két azonos C=O kötési dipólusa ellentétes irányú, ezért az eredő dipólusmomentum nulla.