Buktikan ikatan kovalen yang terjadi pada molekul H2S

Hai RG Squad! Kalian tahu nggak sih kalau ikatan kovalen itu merupakan salah satu ikatan kimia yang terjadi akibat penggunaan pasangan elektron bersama, di mana hanya bisa dilihat dengan konsep struktur Lewis. Ada beberapa atom yang sukar melepas atau menerima elektron karena memerlukan atau membebaskan energi yang besar untuk berlangsungnya proses tersebut. Untuk membentuk konfigurasi elektron gas mulia, atom-atom ini saling berikatan melalui pemakaian pasangan elektron bersama.

Pemakaian pasangan elektron bersama terjadi pada atom-atom nonlogam. Ikatan antaratom nonlogam yang terjadi melalui pemakaian pasangan elektron bersama disebut ikatan kovalen. Untuk bisa melihat bagaimana ikatan kovalen terjadi kita harus memahami terlebih dahulu konsep dari struktur Lewis. Oke, dipahami secara seksama ya.

Penggambaran distribusi elektron dalam suatu struktur molekul dengan menggunakan tanda elektron disebut struktur Lewis. Tanda elektron yang digunakan, biasanya berupa tanda titik (.) dan tanda silang (x),

Nah, sekarang coba deh perhatikan contoh pembentukan ikatan kovalen tunggal pada senyawa CH4 berikut ini. Konfigurasi elektron atom 6C: 2, 4. Jadi, atom C memiliki 4 elelktron valensi. Pada pembentukan CH4, elektron dari H berpasangan dengan elektron dari atom C. Dalam atom C terdapat empat elektron yang tidak berpasangan sehingga untuk memenuhi kaidah oktet diperlukan empat atom H.

Struktur Lewis C dan H

Pada setiap atom H yang dilingkari, terdapat dua elektron (duplet) dan pada atom C yang dilingkari terdapat delapan elektron (oktet). Tanda titik (.) dan tanda silang (x) hanya notasi yang digunakan untuk membedakan elektron yang berasal dari atom C dengan elektron yang berasal dari atom H. Perhatikan pula bahwa pasangan elektron yang digunakan bersama dapat ditandai dengan garis.

Struktur lewis dalam bentuk garis

Ikatan kovalen yang terbentuk pada senyawa CH4, dinamakan ikatan kovalen tunggal. Agar lebih memahami pembentukan ikatan kovalen tunggal , yuk pelajari ulasan berikut ini.

a. Struktur Lewis Molekul NH3

Atom 7N memiliki konfigurasi elektron sebagai berikut 7N: 2, 5. Jadi,atom N memiliki elektron valensi dengan distribusi sebagai berikut.

Struktur lewis N

Atom 7N memiliki tiga elektron valensi tidak berpasangan sehingga untuk memenuhi kaidah oktet diperlukan tiga elektron dari atom H.

Struktur lewis NH3

Dalam molekul NH3 terdapat sepasang elektron yang tidak digunakan (elektron bebas) sehingga disebut Pasangan Elektron Bebas (PEB). Tiga pasang elektron yang digunakan bersama oleh atom N dan atom H disebut Pasangan Elektron Ikatan (PEI).

b. Struktur lewis Molekul H2O

Atom 8O memiliki konfigurasi elektron 8O:2, 6. Jadi, atom O memiliki elektron valensi 6 dengan distribusi sebagai berikut.

Struktur lewis O

Pada atom O terdapat dua elektron tidak berpasangan sehingga diperlukan dua elektron lain untuk memenuhi kaidah oktet.

Struktur lewis H2O

Dalam H2O terdapat dua PEB dan dua PEI. Bagaimana struktur lewis molekul yang terbentuk dari atom sejenis, seperti Cl2?

c. Struktur Lewis Molekul Cl2

Atom Cl memiliki satu elektron yang tidak berpasangan sehingga pada pembentukan molekul Cl2, elektron-elektron ini akan saling melengkapi untuk memenuhi kaidah oktet.

Struktur lewis Cl2

Pada setiap atom Cl yang dilingkari terdapat delapan elektron (memenuhi kaidah oktet).

Jadi begitu Squad, konsep struktur lewis itu merupakan penggambaran dari distribusi elektron dalam suatu struktur molekul dengan menggunakan tanda elektron, biasanya tanda yang digunakan berupa tanda titik (.) dan tanda silang (x).

Baca Juga: Konsep Hukum Newton

Mau belajar di rumah habis pulang sekolah, di cafe pas malam minggu, atau di mana pun dan kapan pun juga bisa! Tentukan sendiri tempat dan waktu yang paling nyaman untuk kamu. Semua bisa kamu dapatkan dengan mendaftar di Ruangguru Privat sekarang juga.

Pilihan 1

1. Pilih unsur kimia-logam dan tuliskan simbolnya: fosfor, kalsium, boron, litium, magnesium, nitrogen.

2. Tentukan unsur kimia dengan rangkaian elektronik atom

3. Tentukan jenis ikatan dalam zat: natrium klorida NaCl, hidrogen H, hidrogen klorida HCl.

4. Gambarkan skema pembentukan ikatan untuk salah satu zat yang ditunjukkan dalam tugas 3.

pilihan 2

1. Pilih unsur kimia non-logam dan tuliskan simbolnya: natrium, hidrogen, belerang, oksigen, aluminium, karbon.

2. Tuliskan skema struktur elektronik atom karbon.

3. Tentukan jenis ikatan dalam zat: natrium fluorida NaF, klorin Cl₂, hidrogen fluorida HF.

4. Gambarkan skema pembentukan ikatan untuk dua dari 3 zat yang ditunjukkan dalam tugas.

Opsi 3

1. Susunlah tanda-tanda unsur kimia: Br, F, I, Cl menurut kenaikan sifat nonlogamnya. Jelaskan jawabannya.

2. Lengkapi diagram struktur elektron atom

3. Tentukan jenis ikatan kimia dan tuliskan skema pembentukan zat: magnesium klorida MgCl₂, fluor F₂, hidrogen sulfida H₂S.

Opsi 4

1. Susunlah tanda-tanda unsur kimia: Li, K, Na, Mg menurut kenaikan sifat logamnya. Jelaskan jawabannya.

2. Menurut skema elektron atom

menentukan unsur kimia, jumlah proton dan neutron dalam nukleusnya.

3. Tentukan jenis ikatan kimia dan tuliskan skema pembentukannya untuk zat: kalsium klorida CaCl₂, nitrogen N, air H₂O.

ikatan kimia

Semua interaksi yang mengarah pada asosiasi partikel kimia (atom, molekul, ion, dll.) menjadi zat dibagi menjadi ikatan kimia dan ikatan antarmolekul (interaksi antarmolekul).

ikatan kimia- ikatan langsung antar atom. Ada ikatan ionik, kovalen dan logam.

Ikatan antarmolekul- ikatan antar molekul Ini adalah ikatan hidrogen, ikatan ion-dipol (karena pembentukan ikatan ini, misalnya, pembentukan kulit hidrasi ion terjadi), ikatan dipol-dipol (karena pembentukan ikatan ini, molekul zat polar digabungkan, misalnya, dalam aseton cair), dll.

Ikatan ionik- ikatan kimia yang terbentuk karena gaya tarik elektrostatik dari ion yang bermuatan berlawanan. Dalam senyawa biner (senyawa dua unsur), itu terbentuk ketika ukuran atom yang terikat sangat berbeda satu sama lain: beberapa atom besar, yang lain kecil - yaitu, beberapa atom dengan mudah melepaskan elektron, sementara yang lain cenderung untuk melepaskan elektron. terima mereka (biasanya ini adalah atom unsur yang membentuk logam khas dan atom unsur yang membentuk nonlogam khas); keelektronegatifan atom-atom tersebut juga sangat berbeda.
Ikatan ion tidak terarah dan tidak jenuh.

Ikatan kovalen- ikatan kimia yang terjadi karena pembentukan pasangan elektron yang sama. Ikatan kovalen terbentuk antara atom-atom kecil dengan jari-jari yang sama atau dekat. Kondisi yang diperlukan adalah adanya elektron yang tidak berpasangan di kedua atom yang terikat (mekanisme pertukaran) atau pasangan yang tidak berbagi dalam satu atom dan orbital bebas di atom lain (mekanisme donor-akseptor):

tetapi)	H + H H: H	H-H	H2	(satu pasangan elektron bersama; H adalah univalen);
B)		NN	N 2	(tiga pasangan elektron yang sama; N adalah trivalen);
di dalam)		HF	HF	(satu pasangan elektron yang sama; H dan F adalah univalen);
G)			NH4+	(empat pasangan elektron bersama; N adalah tetravalen)

Menurut jumlah pasangan elektron yang sama, ikatan kovalen dibagi menjadi:
• sederhana (tunggal)- satu pasang elektron
• dobel- dua pasang elektron
• tiga kali lipat- tiga pasang elektron.

Ikatan rangkap dua dan rangkap tiga disebut ikatan rangkap.

Menurut distribusi kerapatan elektron antara atom-atom yang terikat, ikatan kovalen dibagi menjadi: non-polar Dan kutub. Ikatan non-polar terbentuk antara atom yang identik, ikatan polar terbentuk antara atom yang berbeda.

Keelektronegatifan- ukuran kemampuan atom dalam suatu zat untuk menarik pasangan elektron yang sama.
Pasangan elektron ikatan polar bias terhadap unsur-unsur yang lebih elektronegatif. Perpindahan pasangan elektron disebut polarisasi ikatan. Muatan parsial (berlebih) yang terbentuk selama polarisasi dilambangkan dengan + dan -, misalnya: .

Menurut sifat tumpang tindih awan elektron ("orbital"), ikatan kovalen dibagi menjadi -ikatan dan -ikatan.
-ikatan terbentuk karena tumpang tindih langsung awan elektron (sepanjang garis lurus yang menghubungkan inti atom), -ikatan - karena tumpang tindih lateral (di kedua sisi bidang tempat inti atom berada).

Ikatan kovalen bersifat terarah dan jenuh, serta dapat terpolarisasi.
Untuk menjelaskan dan memprediksi arah timbal balik dari ikatan kovalen, digunakan model hibridisasi.

Hibridisasi orbital atom dan awan elektron- penyelarasan yang diusulkan dari orbital atom dalam energi, dan awan elektron dalam bentuk selama pembentukan ikatan kovalen oleh atom.
Tiga jenis hibridisasi yang paling umum adalah: sp-, sp 2 dan sp 3 - hibridisasi. Sebagai contoh:
sp-hibridisasi - dalam molekul C 2 H 2, BeH 2, CO 2 (struktur linier);
sp 2-hibridisasi - dalam molekul C 2 H 4, C 6 H 6, BF 3 (bentuk segitiga datar);
sp 3-hibridisasi - dalam molekul CCl 4, SiH 4, CH 4 (bentuk tetrahedral); NH 3 (bentuk piramida); H 2 O (bentuk sudut).

sambungan logam- ikatan kimia yang terbentuk karena sosialisasi elektron valensi dari semua atom yang terikat dari kristal logam. Akibatnya, awan elektron tunggal kristal terbentuk, yang mudah dipindahkan di bawah aksi tegangan listrik - karenanya konduktivitas listrik logam yang tinggi. Ikatan logam terbentuk ketika atom yang terikat besar dan karena itu cenderung menyumbangkan elektron. Zat sederhana dengan ikatan logam - logam (Na, Ba, Al, Cu, Au, dll.), zat kompleks - senyawa intermetalik (AlCr 2, Ca 2 Cu, Cu 5 Zn 8, dll.).

Ikatan logam tidak memiliki arah saturasi. Itu juga diawetkan dalam lelehan logam.

ikatan hidrogen- ikatan antarmolekul yang terbentuk karena penerimaan parsial sepasang elektron dari atom yang sangat elektronegatif oleh atom hidrogen dengan muatan parsial positif yang besar. Ini terbentuk ketika dalam satu molekul ada atom dengan pasangan elektron bebas dan elektronegativitas tinggi (F, O, N), dan di sisi lain ada atom hidrogen yang terikat oleh ikatan polar kuat dengan salah satu atom ini. Contoh ikatan hidrogen antarmolekul:

H—O—H ··· OH 2 , H—O—H ··· NH 3 , H—O—H ··· F—H, H—F ··· H—F.

Ikatan hidrogen intramolekul ada dalam molekul polipeptida, asam nukleat, protein, dll.

Ukuran kekuatan ikatan apa pun adalah energi ikatan.
Energi ikatan adalah energi yang diperlukan untuk memutuskan ikatan kimia tertentu dalam 1 mol zat. Satuan pengukuran adalah 1 kJ/mol.

Energi ikatan ionik dan kovalen memiliki orde yang sama, energi ikatan hidrogen orde besarnya lebih kecil.

Energi ikatan kovalen tergantung pada ukuran atom yang terikat (panjang ikatan) dan pada banyaknya ikatan. Semakin kecil atom dan semakin besar multiplisitas ikatan, semakin besar energinya.

Energi ikatan ion bergantung pada ukuran ion dan muatannya. Semakin kecil ion dan semakin besar muatannya, semakin besar energi ikatnya.

Struktur materi

Menurut jenis strukturnya, semua zat dibagi menjadi: molekuler Dan non-molekul. Zat molekul mendominasi di antara zat organik, sedangkan zat non-molekul mendominasi di antara zat anorganik.

Menurut jenis ikatan kimia, zat dibagi menjadi zat dengan ikatan kovalen, zat dengan ikatan ion (zat ionik) dan zat dengan ikatan logam (logam).

Zat dengan ikatan kovalen dapat berupa molekul atau non-molekul. Ini secara signifikan mempengaruhi sifat fisik mereka.

Zat molekul terdiri dari molekul-molekul yang saling berhubungan oleh ikatan antarmolekul yang lemah, antara lain: H 2, O 2, N 2, Cl 2, Br 2, S 8, P 4 dan zat sederhana lainnya; CO 2 , SO 2 , N 2 O 5 , H 2 O, HCl, HF, NH 3 , CH 4 , C 2 H 5 OH, polimer organik dan banyak zat lainnya. Zat-zat ini tidak memiliki kekuatan tinggi, memiliki titik leleh dan titik didih yang rendah, tidak menghantarkan listrik, beberapa di antaranya larut dalam air atau pelarut lain.

Zat non-molekul dengan ikatan kovalen atau zat atom (berlian, grafit, Si, SiO 2 , SiC dan lainnya) membentuk kristal yang sangat kuat (pengecualian grafit berlapis), tidak larut dalam air dan pelarut lain, memiliki titik leleh dan titik didih yang tinggi titik, sebagian besar tidak menghantarkan arus listrik (kecuali grafit, yang memiliki konduktivitas listrik, dan semikonduktor - silikon, germanium, dll.)

Semua zat ionik secara alami non-molekul. Ini adalah zat tahan api padat yang larutan dan lelehannya menghantarkan arus listrik. Banyak dari mereka larut dalam air. Perlu diperhatikan bahwa pada zat ionik yang kristalnya terdiri dari ion kompleks juga terdapat ikatan kovalen, misalnya: (Na +) 2 (SO 4 2-), (K +) 3 (PO 4 3-) , (NH 4 + )(NO 3-), dll. Atom-atom yang membentuk ion kompleks terikat oleh ikatan kovalen.

Logam (zat dengan ikatan logam) sangat beragam dalam sifat fisiknya. Diantaranya adalah logam cair (Hg), sangat lunak (Na, K) dan sangat keras (W, Nb).

Sifat fisik karakteristik logam adalah konduktivitas listriknya yang tinggi (tidak seperti semikonduktor, ia menurun dengan meningkatnya suhu), kapasitas panas dan keuletan yang tinggi (untuk logam murni).

Dalam keadaan padat, hampir semua zat tersusun dari kristal. Menurut jenis struktur dan jenis ikatan kimia, kristal ("kisi kristal") dibagi menjadi: atom(kristal zat non-molekul dengan ikatan kovalen), ionik(kristal zat ionik), molekuler(kristal zat molekul dengan ikatan kovalen) dan logam(kristal zat dengan ikatan logam).

Tugas dan tes pada topik "Topik 10. "Ikatan kimia. Struktur materi."

• Jenis ikatan kimia - Struktur materi kelas 8–9

  Pelajaran: 2 Tugas: 9 Tes: 1

Tangkap jawabannya. 1. a) dalam molekul S2, ikatannya kovalen non-polar, karena itu dibentuk oleh atom-atom dari unsur yang sama. Skema pembentukan koneksi adalah sebagai berikut: Sulfur adalah elemen dari subkelompok utama grup VI. Atom-atomnya memiliki 6 elektron pada kulit terluar. Elektron yang tidak berpasangan menjadi:

8-6 = 2.

Tunjukkan elektron terluar

Mari kita tunjukkan elektron terluar:

atau

menuai 7 elektron pada kulit terluar. 1 elektron tetap tidak berpasangan.

Mari kita tunjukkan elektron terluar:

Topik kodifier USE: Ikatan kimia kovalen, varietasnya dan mekanisme pembentukannya. Karakteristik ikatan kovalen (polaritas dan energi ikatan). Ikatan ionik. Sambungan logam. ikatan hidrogen

Ikatan kimia intramolekul

Mari kita perhatikan terlebih dahulu ikatan yang muncul antara partikel dalam molekul. Koneksi seperti itu disebut intramolekul.

ikatan kimia antar atom unsur kimia memiliki sifat elektrostatik dan terbentuk karena interaksi elektron eksternal (valensi), dalam tingkat lebih atau kurang dipegang oleh inti bermuatan positif atom yang terikat.

Konsep kuncinya di sini adalah ELEKTRONEGNATIVITAS. Dialah yang menentukan jenis ikatan kimia antara atom dan sifat-sifat ikatan ini.

adalah kemampuan atom untuk menarik (memegang) luar(valensi) elektron. Keelektronegatifan ditentukan oleh tingkat tarikan elektron eksternal ke nukleus dan terutama bergantung pada jari-jari atom dan muatan nukleus.

Keelektronegatifan sulit ditentukan dengan jelas. L. Pauling menyusun tabel elektronegativitas relatif (berdasarkan energi ikatan molekul diatomik). Unsur yang paling elektronegatif adalah fluor dengan makna 4 .

Penting untuk dicatat bahwa dalam sumber yang berbeda Anda dapat menemukan skala dan tabel nilai keelektronegatifan yang berbeda. Ini tidak perlu ditakuti, karena pembentukan ikatan kimia berperan atom, dan itu kira-kira sama dalam sistem apa pun.

Jika salah satu atom dalam ikatan kimia A:B menarik elektron lebih kuat, maka pasangan elektron bergeser ke arahnya. Lebih perbedaan keelektronegatifan atom, semakin banyak pasangan elektron yang dipindahkan.

Jika nilai keelektronegatifan atom yang berinteraksi sama atau kira-kira sama: EO(A)≈EO(V), maka pasangan elektron bersama tidak dipindahkan ke salah satu atom: A: B. Koneksi seperti itu disebut kovalen non polar.

Jika keelektronegatifan atom yang berinteraksi berbeda, tetapi tidak banyak (perbedaan keelektronegatifan kira-kira dari 0,4 hingga 2: 0,4<δэо<2>), maka pasangan elektron digeser ke salah satu atom. Koneksi seperti itu disebut kutub kovalen .

Jika keelektronegatifan atom yang berinteraksi berbeda secara signifikan (perbedaan keelektronegatifan lebih besar dari 2: EO>2), maka salah satu elektron hampir sepenuhnya berpindah ke atom lain, dengan formasi ion. Koneksi seperti itu disebut ionik.

Jenis utama dari ikatan kimia adalah kovalen, ionik Dan metalik koneksi. Mari kita pertimbangkan mereka secara lebih rinci.

ikatan kimia kovalen

Ikatan kovalen – itu ikatan kimia dibentuk oleh pembentukan pasangan elektron bersama A:B . Dalam hal ini, dua atom tumpang tindih orbital atom. Ikatan kovalen dibentuk oleh interaksi atom-atom dengan perbedaan elektronegativitas yang kecil (sebagai aturan, antara dua non-logam) atau atom dari satu unsur.

Sifat dasar ikatan kovalen

• orientasi,
• saturasi,
• polaritas,
• polarisasi.

Sifat ikatan ini mempengaruhi sifat kimia dan fisika zat.

arah komunikasi mencirikan struktur kimia dan bentuk zat. Sudut antara dua ikatan disebut sudut ikatan. Misalnya, pada molekul air, sudut ikatan H-O-H adalah 104,45 o, sehingga molekul air bersifat polar, dan pada molekul metana, sudut ikatan H-C-H adalah 108 o 28 .

saturasi adalah kemampuan atom untuk membentuk ikatan kimia kovalen dalam jumlah terbatas. Banyaknya ikatan yang dapat dibentuk oleh suatu atom disebut.

Polaritas ikatan muncul karena distribusi kerapatan elektron yang tidak merata antara dua atom dengan keelektronegatifan yang berbeda. Ikatan kovalen dibagi menjadi polar dan non-polar.

Polarisabilitas koneksi adalah kemampuan elektron ikatan untuk dipindahkan oleh medan listrik eksternal(khususnya, medan listrik partikel lain). Polarisabilitas tergantung pada mobilitas elektron. Semakin jauh elektron dari nukleus, semakin mobile elektron tersebut, dan oleh karena itu, molekulnya lebih dapat terpolarisasi.

Ikatan kimia kovalen non-polar

Ada 2 jenis ikatan kovalen yaitu POLAR Dan NON-POLAR .

Contoh . Pertimbangkan struktur molekul hidrogen H 2 . Setiap atom hidrogen membawa 1 elektron tidak berpasangan di tingkat energi terluarnya. Untuk menampilkan atom, kami menggunakan struktur Lewis - ini adalah diagram struktur tingkat energi eksternal atom, ketika elektron dilambangkan dengan titik. Model struktur titik Lewis adalah bantuan yang baik ketika bekerja dengan elemen periode kedua.

H. + . H=H:H

Dengan demikian, molekul hidrogen memiliki satu pasangan elektron yang sama dan satu ikatan kimia H–H. Pasangan elektron ini tidak berpindah ke atom hidrogen mana pun, karena keelektronegatifan atom hidrogen adalah sama. Koneksi seperti itu disebut kovalen non-polar .

Ikatan kovalen non-polar (simetris) - ini adalah ikatan kovalen yang dibentuk oleh atom dengan elektronegativitas yang sama (sebagai aturan, non-logam yang sama) dan, oleh karena itu, dengan distribusi kerapatan elektron yang seragam antara inti atom.

Momen dipol ikatan nonpolar adalah 0.

Contoh: H 2 (H-H), O 2 (O=O), S 8 .

Ikatan kimia kovalen polar

ikatan kovalen polar adalah ikatan kovalen yang terjadi antara atom dengan keelektronegatifan berbeda (biasanya, non-logam yang berbeda) dan dicirikan pemindahan pasangan elektron yang sama ke atom yang lebih elektronegatif (polarisasi).

Kerapatan elektron digeser ke atom yang lebih elektronegatif - oleh karena itu, muatan negatif parsial (δ-) muncul di atasnya, dan muatan positif parsial muncul pada atom yang kurang elektronegatif (δ+, delta +).

Semakin besar perbedaan keelektronegatifan atom, semakin tinggi polaritas koneksi dan lebih banyak lagi momen dipol . Antara molekul tetangga dan muatan yang berlawanan tanda, gaya tarik tambahan bekerja, yang meningkatkan kekuatan koneksi.

Polaritas ikatan mempengaruhi sifat fisik dan kimia senyawa. Mekanisme reaksi dan bahkan reaktivitas ikatan tetangga bergantung pada polaritas ikatan. Polaritas suatu ikatan sering menentukan polaritas molekul dan dengan demikian secara langsung mempengaruhi sifat fisik seperti titik didih dan titik leleh, kelarutan dalam pelarut polar.

Contoh: HCl, CO2, NH3.

Mekanisme pembentukan ikatan kovalen

Ikatan kimia kovalen dapat terjadi melalui 2 mekanisme:

1. mekanisme pertukaran pembentukan ikatan kimia kovalen adalah ketika setiap partikel menyediakan satu elektron tidak berpasangan untuk pembentukan pasangan elektron yang sama:

TETAPI . + . B= A:B

2. Pembentukan ikatan kovalen adalah mekanisme di mana salah satu partikel memberikan pasangan elektron yang tidak digunakan bersama, dan partikel lainnya menyediakan orbital kosong untuk pasangan elektron ini:

TETAPI: + B= A:B

Dalam hal ini, salah satu atom memberikan pasangan elektron yang tidak digunakan bersama ( penyumbang), dan atom lainnya menyediakan orbital kosong untuk pasangan ini ( akseptor). Sebagai hasil dari pembentukan ikatan, energi kedua elektron berkurang, yaitu ini bermanfaat bagi atom.

Ikatan kovalen yang dibentuk oleh mekanisme donor-akseptor, tidak berbeda oleh sifat-sifat dari ikatan kovalen lain yang dibentuk oleh mekanisme pertukaran. Pembentukan ikatan kovalen oleh mekanisme donor-akseptor khas untuk atom baik dengan sejumlah besar elektron di tingkat energi eksternal (donor elektron), atau sebaliknya, dengan jumlah elektron yang sangat kecil (akseptor elektron). Kemungkinan valensi atom dipertimbangkan secara lebih rinci dalam yang sesuai.

Ikatan kovalen dibentuk oleh mekanisme donor-akseptor:

- dalam molekul karbon monoksida CO(ikatan dalam molekul adalah rangkap tiga, 2 ikatan dibentuk oleh mekanisme pertukaran, satu oleh mekanisme donor-akseptor): C≡O;

- di dalam ion amonium NH 4 +, dalam ion amina organik, misalnya, dalam ion metilamonium CH 3 -NH 2 + ;

- di dalam senyawa kompleks, ikatan kimia antara atom pusat dan gugus ligan, misalnya, dalam natrium tetrahidroksoaluminat Na ikatan antara ion aluminium dan hidroksida;

- di dalam asam nitrat dan garamnya- nitrat: HNO 3 , NaNO 3 , dalam beberapa senyawa nitrogen lainnya;

- dalam molekul ozon O 3 .

Sifat-sifat utama ikatan kovalen

Ikatan kovalen, sebagai suatu peraturan, terbentuk antara atom-atom non-logam. Ciri-ciri utama ikatan kovalen adalah panjang, energi, multiplisitas dan directivity.

Multiplisitas ikatan kimia

Multiplisitas ikatan kimia - ini jumlah pasangan elektron bersama antara dua atom dalam suatu senyawa. Multiplisitas ikatan dapat dengan mudah ditentukan dari nilai atom yang membentuk molekul.

Sebagai contoh , dalam molekul hidrogen H 2 multiplisitas ikatan adalah 1, karena setiap hidrogen hanya memiliki 1 elektron tidak berpasangan di tingkat energi terluar, oleh karena itu, satu pasangan elektron umum terbentuk.

Dalam molekul oksigen O2, multiplisitas ikatan adalah 2, karena setiap atom memiliki 2 elektron tidak berpasangan di tingkat energi terluarnya: O=O.

Dalam molekul nitrogen N 2, multiplisitas ikatan adalah 3, karena antara setiap atom ada 3 elektron tidak berpasangan di tingkat energi terluar, dan atom-atom tersebut membentuk 3 pasangan elektron umum N≡N.

Panjang ikatan kovalen

Panjang ikatan kimia adalah jarak antara pusat-pusat inti atom yang membentuk ikatan. Itu ditentukan oleh metode fisik eksperimental. Panjang ikatan dapat diperkirakan kira-kira, menurut aturan aditif, yang menyatakan bahwa panjang ikatan dalam molekul AB kira-kira sama dengan setengah jumlah panjang ikatan dalam molekul A2 dan B2:

Panjang ikatan kimia dapat diperkirakan secara kasar sepanjang jari-jari atom, membentuk ikatan, atau oleh banyaknya komunikasi jika jari-jari atom tidak jauh berbeda.

Dengan bertambahnya jari-jari atom yang membentuk ikatan, maka panjang ikatan akan bertambah.

Sebagai contoh

Dengan peningkatan multiplisitas ikatan antar atom (yang jari-jari atomnya tidak berbeda, atau sedikit berbeda), panjang ikatan akan berkurang.

Sebagai contoh . Dalam deret: C–C, C=C, C≡C, panjang ikatan berkurang.

Energi ikatan

Ukuran kekuatan ikatan kimia adalah energi ikatan. Energi ikatan ditentukan oleh energi yang dibutuhkan untuk memutuskan ikatan dan melepaskan atom-atom yang membentuk ikatan ini hingga jarak tak terhingga satu sama lain.

Ikatan kovalen adalah sangat tahan lama. Energinya berkisar dari beberapa puluh hingga beberapa ratus kJ/mol. Semakin besar energi ikatan, semakin besar kekuatan ikatan, dan sebaliknya.

Kekuatan ikatan kimia tergantung pada panjang ikatan, polaritas ikatan, dan multiplisitas ikatan. Semakin lama ikatan kimia, semakin mudah untuk memutuskan, dan semakin rendah energi ikatan, semakin rendah kekuatannya. Semakin pendek ikatan kimianya, semakin kuat ikatannya, dan semakin besar energi ikatannya.

Sebagai contoh, dalam deret senyawa HF, HCl, HBr dari kiri ke kanan kekuatan ikatan kimia berkurang, karena panjang ikatan bertambah.

Ikatan kimia ionik

Ikatan ionik adalah ikatan kimia berdasarkan tarik-menarik elektrostatik ion.

ion terbentuk dalam proses menerima atau memberikan elektron oleh atom. Misalnya, atom-atom dari semua logam dengan lemah menahan elektron dari tingkat energi terluar. Oleh karena itu, atom logam dicirikan sifat restoratif kemampuan untuk menyumbangkan elektron.

Contoh. Atom natrium mengandung 1 elektron pada tingkat energi ke-3. Dengan mudah melepaskannya, atom natrium membentuk ion Na + yang jauh lebih stabil, dengan konfigurasi elektron dari gas neon mulia Ne. Ion natrium mengandung 11 proton dan hanya 10 elektron, sehingga total muatan ion adalah -10+11 = +1:

+11tidak) 2 ) 8 ) 1 - 1e = +11 tidak +) 2 ) 8

Contoh. Atom klorin memiliki 7 elektron pada tingkat energi terluarnya. Untuk memperoleh konfigurasi atom argon inert yang stabil Ar, klorin perlu mengikat 1 elektron. Setelah pengikatan elektron, ion klorin yang stabil terbentuk, yang terdiri dari elektron. Muatan total ion adalah -1:

+17Cl) 2) 8) ) 7 + 1e = +17 Cl — ) 2 ) 8 ) 8

Catatan:

• Sifat ion berbeda dengan sifat atom!
• Ion stabil tidak hanya dapat terbentuk atom, tetapi juga kelompok atom. Misalnya: ion amonium NH 4 +, ion sulfat SO 4 2-, dll. Ikatan kimia yang dibentuk oleh ion tersebut juga dianggap ionik;
• Ikatan ion biasanya terbentuk antara logam Dan bukan logam(kelompok bukan logam);

Ion yang dihasilkan tertarik karena gaya tarik listrik: Na + Cl -, Na 2 + SO 4 2-.

Mari kita generalisasi secara visual perbedaan jenis ikatan kovalen dan ion:

sambungan logam adalah hubungan yang terbentuk relatif elektron bebas di antara ion logam membentuk kisi kristal.

Atom-atom logam pada tingkat energi luar biasanya memiliki: satu sampai tiga elektron. Jari-jari atom logam, biasanya, besar - oleh karena itu, atom logam, tidak seperti non-logam, cukup mudah menyumbangkan elektron terluar, mis. adalah agen pereduksi kuat.

Dengan menyumbangkan elektron, atom logam menjadi ion bermuatan positif . Elektron yang terlepas relatif bebas pindah antara ion logam bermuatan positif. Di antara partikel-partikel ini ada koneksi, karena elektron bersama menahan kation logam dalam lapisan bersama-sama , sehingga menciptakan yang cukup kuat kisi kristal logam . Dalam hal ini, elektron terus bergerak secara acak, yaitu. atom netral baru dan kation baru terus bermunculan.

Secara terpisah, ada baiknya mempertimbangkan interaksi yang terjadi antara molekul individu dalam suatu zat - interaksi antarmolekul . Interaksi antarmolekul adalah jenis interaksi antara atom netral di mana ikatan kovalen baru tidak muncul. Gaya interaksi antar molekul ditemukan oleh van der Waals pada tahun 1869 dan dinamai menurut namanya. Pasukan Van dar Waals. Gaya Van der Waals dibagi menjadi: orientasi, induksi Dan penyebaran . Energi interaksi antarmolekul jauh lebih kecil daripada energi ikatan kimia.

Orientasi kekuatan tarik-menarik timbul antara molekul polar (interaksi dipol-dipol). Gaya-gaya ini muncul di antara molekul-molekul polar. Interaksi induktif adalah interaksi antara molekul polar dan non-polar. Molekul non-polar terpolarisasi karena aksi molekul polar, yang menimbulkan daya tarik elektrostatik tambahan.

Jenis khusus interaksi antarmolekul adalah ikatan hidrogen. - ini adalah ikatan kimia antarmolekul (atau intramolekul) yang muncul antara molekul yang memiliki ikatan kovalen polar kuat - H-F, H-O atau H-N. Jika ada ikatan seperti itu dalam molekul, maka di antara molekul akan ada gaya tarik tambahan .

Mekanisme Pendidikan Ikatan hidrogen sebagian elektrostatik dan sebagian donor-akseptor. Dalam hal ini, sebuah atom dari unsur yang sangat elektronegatif (F, O, N) bertindak sebagai donor pasangan elektron, dan atom hidrogen yang terhubung ke atom-atom ini bertindak sebagai akseptor. Ikatan hidrogen dicirikan orientasi di luar angkasa dan saturasi.

Ikatan hidrogen dapat dilambangkan dengan titik: H ··· O. Semakin besar keelektronegatifan atom yang terhubung dengan hidrogen, dan semakin kecil ukurannya, semakin kuat ikatan hidrogennya. Ini terutama merupakan karakteristik senyawa fluor dengan hidrogen , serta untuk oksigen dengan hidrogen , lebih sedikit nitrogen dengan hidrogen .

Ikatan hidrogen terjadi antara zat-zat berikut:

— hidrogen fluorida HF(gas, larutan hidrogen fluorida dalam air - asam fluorida), air H 2 O (uap, es, air cair):

— larutan amonia dan amina organik- antara amonia dan molekul air;

— senyawa organik dengan ikatan O-H atau N-H: alkohol, asam karboksilat, amina, asam amino, fenol, anilin dan turunannya, protein, larutan karbohidrat - monosakarida dan disakarida.

Ikatan hidrogen mempengaruhi sifat fisik dan kimia zat. Dengan demikian, daya tarik tambahan antar molekul membuat zat sulit mendidih. Zat dengan ikatan hidrogen menunjukkan peningkatan abnormal pada titik didih.

Sebagai contoh Sebagai aturan, dengan peningkatan berat molekul, peningkatan titik didih zat diamati. Namun, dalam sejumlah zat H 2 O-H 2 S-H 2 Se-H 2 Te kita tidak mengamati perubahan linier pada titik didih.

Yaitu, di titik didih air sangat tinggi - tidak kurang dari -61 o C, seperti yang ditunjukkan oleh garis lurus, tetapi lebih dari itu, +100 o C. Anomali ini dijelaskan oleh adanya ikatan hidrogen antara molekul air. Oleh karena itu, pada kondisi normal (0-20 o C), air adalah cairan oleh keadaan fase.

Tidak ada teori terpadu tentang ikatan kimia; ikatan kimia secara kondisional dibagi menjadi kovalen (jenis ikatan universal), ionik (kasus khusus ikatan kovalen), logam dan hidrogen.

Ikatan kovalen

Pembentukan ikatan kovalen dimungkinkan melalui tiga mekanisme: pertukaran, donor-akseptor dan datif (Lewis).

Berdasarkan mekanisme pertukaran pembentukan ikatan kovalen terjadi karena sosialisasi pasangan elektron yang sama. Dalam hal ini, setiap atom cenderung memperoleh kulit gas inert, mis. mendapatkan tingkat energi luar yang lengkap. Pembentukan ikatan kimia tipe pertukaran digambarkan menggunakan rumus Lewis, di mana setiap elektron valensi atom diwakili oleh titik (Gbr. 1).

Beras. 1 Pembentukan ikatan kovalen dalam molekul HCl melalui mekanisme pertukaran

Dengan perkembangan teori struktur atom dan mekanika kuantum, pembentukan ikatan kovalen direpresentasikan sebagai tumpang tindih orbital elektronik (Gbr. 2).

Beras. 2. Pembentukan ikatan kovalen karena tumpang tindih awan elektron

Semakin besar tumpang tindih orbital atom, semakin kuat ikatan, semakin pendek panjang ikatan dan semakin besar energinya. Ikatan kovalen dapat dibentuk dengan tumpang tindih orbital yang berbeda. Sebagai hasil dari tumpang tindih orbital s-s, s-p, serta orbital d-d, p-p, d-p dengan lobus samping, pembentukan ikatan terjadi. Tegak lurus dengan garis yang menghubungkan inti dari 2 atom, ikatan terbentuk. Ikatan satu dan satu dapat membentuk ikatan kovalen rangkap (ganda), ciri zat organik golongan alkena, alkadiena, dll. Ikatan satu dan dua membentuk ikatan kovalen rangkap (tiga), ciri organik zat dari golongan alkuna (asetilen).

Pembentukan ikatan kovalen mekanisme donor-akseptor perhatikan contoh kation amonium:

NH 3 + H + = NH 4 +

7 N 1s 2 2s 2 2p 3

Atom nitrogen memiliki pasangan elektron bebas bebas (elektron tidak terlibat dalam pembentukan ikatan kimia di dalam molekul), dan kation hidrogen memiliki orbital bebas, sehingga masing-masing merupakan donor dan akseptor elektron.

Mari kita perhatikan mekanisme datif pembentukan ikatan kovalen menggunakan contoh molekul klorin.

17 Cl 1s 2 2s 2 2p 6 3s 2 3p 5

Atom klorin memiliki pasangan elektron bebas dan orbital kosong, oleh karena itu, ia dapat menunjukkan sifat donor dan akseptor. Oleh karena itu, ketika molekul klorin terbentuk, satu atom klorin bertindak sebagai donor, dan yang lainnya sebagai akseptor.

Utama karakteristik ikatan kovalen adalah: saturasi (ikatan jenuh terbentuk ketika sebuah atom mengikat elektron sebanyak yang dimungkinkan oleh kemampuan valensinya; ikatan tak jenuh terbentuk ketika jumlah elektron yang terikat lebih kecil dari kemampuan valensi atom); directivity (nilai ini dikaitkan dengan geometri molekul dan konsep "sudut valensi" - sudut antara ikatan).

Ikatan ionik

Tidak ada senyawa dengan ikatan ion murni, meskipun ini dipahami sebagai keadaan atom yang terikat secara kimia di mana lingkungan elektronik atom yang stabil dibuat dengan transisi lengkap kerapatan elektron total ke atom unsur yang lebih elektronegatif. . Ikatan ion hanya mungkin terjadi antara atom unsur elektronegatif dan elektropositif yang berada dalam keadaan ion yang bermuatan berlawanan - kation dan anion.

DEFINISI

Ion disebut partikel bermuatan listrik yang terbentuk dengan melepaskan atau menempelkan elektron ke atom.

Saat mentransfer elektron, atom logam dan non-logam cenderung membentuk konfigurasi kulit elektron yang stabil di sekitar nukleusnya. Sebuah atom non-logam menciptakan cangkang gas inert berikutnya di sekitar intinya, dan atom logam menciptakan cangkang gas inert sebelumnya (Gbr. 3).

Beras. 3. Pembentukan ikatan ion menggunakan contoh molekul natrium klorida

Molekul di mana ikatan ionik ada dalam bentuk murni ditemukan dalam keadaan uap suatu zat. Ikatan ion sangat kuat, sehubungan dengan hal ini, zat dengan ikatan ini memiliki titik leleh yang tinggi. Tidak seperti ikatan kovalen, ikatan ionik tidak dicirikan oleh directivity dan saturasi, karena medan listrik yang diciptakan oleh ion bekerja sama pada semua ion karena simetri bola.

ikatan logam

Ikatan logam hanya terjadi pada logam - ini adalah interaksi yang menahan atom logam dalam kisi tunggal. Hanya elektron valensi atom logam, yang termasuk dalam seluruh volumenya, yang berpartisipasi dalam pembentukan ikatan. Dalam logam, elektron terus-menerus terlepas dari atom, yang bergerak di seluruh massa logam. Atom logam, tanpa elektron, berubah menjadi ion bermuatan positif, yang cenderung membawa elektron bergerak ke arah mereka. Proses terus menerus ini membentuk apa yang disebut "gas elektron" di dalam logam, yang mengikat semua atom logam bersama-sama dengan kuat (Gbr. 4).

Ikatan logamnya kuat, oleh karena itu, logam dicirikan oleh titik leleh yang tinggi, dan adanya "gas elektron" memberikan kelenturan dan keuletan logam.

ikatan hidrogen

Ikatan hidrogen adalah interaksi antarmolekul yang spesifik, karena kemunculan dan kekuatannya tergantung pada sifat kimia zat tersebut. Ini terbentuk antara molekul di mana atom hidrogen terikat pada atom dengan elektronegativitas tinggi (O, N, S). Terjadinya ikatan hidrogen tergantung pada dua alasan, pertama, atom hidrogen yang terkait dengan atom elektronegatif tidak memiliki elektron dan dapat dengan mudah dimasukkan ke dalam awan elektron atom lain, dan kedua, memiliki valensi s-orbital, hidrogen atom dapat menerima pasangan elektron bebas dari atom elektronegatif dan membentuk ikatan dengannya melalui mekanisme donor-akseptor.