Chemická väzba
Chemická väzba je energetický problém. Jadrá a elektróny sa usporiadajú tak, aby súhrn príťažlivých a odpudivých interakcií viedol k nižšej energii. „Iónová“, „kovalentná“ a „kovová“ väzba sú užitočné modely rozloženia elektrónov, nie tri nezávislé sily.
Rozdiel elektronegativít
Stálu vzdialenosť určuje minimum energie
Ak sú dva atómy ďaleko, interagujú slabo. Pri približovaní môže príťažlivosť jadier k elektrónom znižovať energiu, ale pri veľmi malej vzdialenosti prudko rastú odpudivé interakcie jadro–jadro a elektrón–elektrón.
Rovnovážna dĺžka väzby leží v minime potenciálovej energie. Rozštiepenie väzby vyžaduje energiu, pretože systém treba z minima vyviesť. Dĺžka väzby a väzbová energia spolu súvisia, ale nie sú tou istou veličinou.
Iónová väzba je vlastnosť celej mriežky
V iónovom kryštáli obyčajne neexistuje jedna izolovaná „molekula NaCl“. Katióny a anióny tvoria rozsiahlu mriežku a jej stabilita vyplýva zo súčtu elektrostatických interakcií mnohých susedov.
Prenos elektrónu medzi izolovanými atómami môže sám osebe energiu stáť. Stabilitu kryštálu treba hodnotiť spolu s ionizačnou energiou, elektrónovou afinitou a veľkou stabilizáciou pri vzniku mriežky.
Kovalentná väzba znamená zdieľanú elektrónovú hustotu
V kovalentnej väzbe elektróny obsadzujú stavy rozprestreté cez viac než jedno jadro. Lewisov pár je veľmi užitočné účtovníctvo, skutočná elektrónová hustota však vyplýva z vlnovej funkcie celej molekuly.
Vyšší rád väzby býva spojený s kratšou a pevnejšou väzbou, napríklad v rade C–C, C=C, C≡C. Je to trend, nie univerzálna jednoduchá rovnica, pretože väzbu mení aj chemické okolie.
Elektronegativita opisuje polarizáciu, nie ostrú hranicu
Ak sa atómy líšia elektronegativitou, zdieľaná elektrónová hustota sa posunie k elektronegatívnejšiemu atómu. Vznikajú čiastočné náboje a dipólový moment väzby.
Neexistuje jedna fundamentálna hodnota Δχ, ktorá by náhle zmenila kovalentnú väzbu na iónovú. Charakter väzby tvorí kontinuum a v tuhej látke rozhoduje celková elektrónová štruktúra.
Lewisove štruktúry a oktet majú hranice
Lewisove štruktúry dobre ukazujú valenčné elektróny, voľné páry a formálne náboje. Rezonancia znamená, že viac kresieb môže opisovať jeden delokalizovaný stav, nie rýchlo preskakujúcu molekulu.
Oktetové pravidlo zlyháva pri časticiach s nepárnym počtom elektrónov, elektrónovo deficitných zlúčeninách a mnohých zlúčeninách prvkov tretej periódy a prechodných kovov. Model treba voliť podľa otázky. Skutočnú väzbu je preto najlepšie posudzovať kombináciou energetiky, geometrie a elektrónovej hustoty, nie iba jednou Lewisovou kresbou alebo rozdielom elektronegativít.
Vyriešené príklady
HCl
Cl priťahuje zdieľanú hustotu silnejšie než H, takže väzba H–Cl je polárna.
Riešenie
C=C a C–C
Vyšší rád väzby medzi rovnakými atómami obyčajne znamená kratšiu a pevnejšiu väzbu.
Riešenie
NaCl v kryštáli
Stabilita vychádza z celej iónovej mriežky, nie z izolovanej dvojice Na⁺–Cl⁻.
Riešenie