Ikatan kimia

Ikatan kimia

Ikatan kimia melibatkan interaksi antara elektron atom individu unsur konstituen yang membentuk sambungan kekal di antara mereka. Ini mengakibatkan pembentukan sebatian kimia. Biasanya, unsur individu mempunyai sifat yang berbeza daripada molekul yang menjadi sebahagian daripadanya. Pembentukan sebatian kimia melalui ikatan hasil daripada fakta bahawa unsur-unsur cenderung untuk mencapai keadaan tenaga yang paling rendah. Ini menjadikan mereka lengai secara kimia. Atom unsur ditarik kepada konfigurasi elektron yang paling hampir dalam jadual berkala dengan helium (Kumpulan 18). Ini dinyatakan dalam peraturan duplet dan oktet . Peraturan duplet menerangkan kecenderungan atom untuk mempunyai dua elektron valens pada kulit luar. Peraturan oktet adalah serupa kerana unsur-unsur cenderung mempunyai lapan elektron valens. Peraturan duplet dan oktet dicerminkan oleh unsur kimia kerana ia membentuk satu atau lebih ikatan kimia. Bilangan ikatan yang mampu dibentuk oleh atom dirujuk sebagai valens . Namun, satu elemen mungkin dicirikan oleh valensi yang berbeza. Untuk mencirikan sepenuhnya ikatan kimia, kami sering juga memberikan maklumat lain mengenainya seperti tenaga, panjang ikatan dan perbezaan keelektronegatifan unsur-unsur konstituen.

Kepentingan keelektronegatifan dalam pembentukan ikatan

Keelektronegatifan ialah istilah yang digunakan untuk menggambarkan fenomena tarikan elektron yang dikongsi oleh atom unsur yang membentuk ikatan kimia tertentu. Keelektronegatifan merujuk terus kepada tenaga ikatan antara atom. Cara unsur kimia mencapai konfigurasi elektron gas mulia terdekat dalam jadual berkala, dengan kata lain bagaimana ia membentuk ikatan kimia, bergantung secara langsung pada keelektronegatifan komponen individunya. Unsur-unsur tertentu berinteraksi dengan elektron atom lain dengan kekuatan yang berbeza-beza, selaras dengan kedudukannya pada skala yang dicipta oleh Linus Pauling ( Skala Keelektronegatifan Pauling ). Logam dicirikan oleh nilai keelektronegatifan yang rendah. Akibatnya, mereka lemah menarik elektron lain dan melepaskan elektron mereka sendiri dengan mudah. Mereka juga dipanggil unsur elektropositif. Cesium (atau fransium yang diperoleh secara buatan) mempunyai keelektronegatifan terendah iaitu 0.7. Bukan logam berkelakuan berbeza. Fluorin ialah unsur paling elektronegatif (4.0) daripada kesemuanya. Bukan logam sangat menarik elektron valens bagi atom yang ingin mereka ikatan.

Jenis ikatan kimia

Ikatan ionik

Ikatan ionik terbentuk antara atom logam dan atom bukan logam, yang berbeza secara ketara dalam keelektronegatifan Pauling mereka. Unsur yang lebih elektronegatif menarik elektron yang ditambahkan pada kulit valensnya. Perkaitan ini menyebabkan unsur mempunyai lebihan elektron dan oleh itu menjadi ion negatif, atau anion. Pada masa yang sama, atom (elektropositif) yang telah kehilangan elektronnya kini mengalami kekurangan elektron, jadi ia menjadi ion positif, atau kation. Diandaikan bahawa untuk membentuk ikatan ionik, perbezaan keelektronegatifan hendaklah sekurang-kurangnya 1.7. Ion yang terhasil (kation dan anion) menarik antara satu sama lain hasil daripada tarikan elektrostatik ion bercas bertentangan. Perlu diingat, bagaimanapun, bahawa dalam kehidupan sebenar, tidak ada ikatan yang 100 peratus ionik. Bahagian peratusan ikatan ini bergantung pada perbezaan keelektronegatifan antara atom-atom konstituen: semakin besar perbezaannya, semakin besar bahagian peratusan ikatan ionik.

Ikatan kovalen (atom)

Ikatan kovalen berlaku antara atom bukan logam yang mempunyai perbezaan kecil dalam keelektronegatifan Pauling mereka. Unsur-unsur yang membentuk ikatan kovalen "berkongsi" elektron valens sedemikian rupa sehingga setiap daripada mereka boleh mencapai keadaan tenaga yang paling rendah. Pasangan elektron yang terhasil dikenali sebagai pasangan kongsi. Ia terletak di antara atom dalam bentuk awan elektron. Jika terdapat perbezaan dalam keelektronegatifan antara unsur-unsur konstituen, ikatan kovalen menjadi terkutub, dan pasangan elektron yang dikongsi dialihkan ke arah unsur dengan elektronegativiti yang lebih tinggi (yang menarik elektron dengan lebih kuat). Molekul itu kemudiannya menjadi dipol, iaitu ia mempunyai kutub positif dan negatif. Jika dua atom yang terlibat dalam ikatan kovalen adalah sama, ia membentuk ikatan kovalen bukan kutub. Pasangan elektron tidak bergeser ke mana-mana arah, kerana perbezaan keelektronegatifan pada skala Pauling ialah 0.

Koordinat ikatan kovalen

Ini adalah sejenis ikatan di mana salah satu atom melepaskan pasangan elektronnya menjadi apa yang dipanggil penderma. Atom dalam molekul atau dalam ion dengan cangkang valensi yang tidak lengkap menjadi apa yang dipanggil penerima. Nama lain untuk bon ini ialah bon datif. Ikatan kovalen koordinat adalah serupa dengan ikatan kovalen dalam erti kata. Walau bagaimanapun, dalam kes ini, perkongsian elektron berlaku akibat hanya satu atom yang menderma pasangan elektronnya.

Ikatan logam

Ikatan logam ialah jenis ikatan istimewa yang terdapat dalam logam dan aloinya. Kation dalam logam membentuk kekisi kristal tertentu dan bercas positif. Elektron bergerak pada kulit valens atom logam. Mereka membentuk awan elektron dan bergerak bebas antara kation logam dalam kekisi kristal. Mereka dipanggil elektron terdelokalisasi. Oleh kerana ia bercas negatif, ia mengimbangkan kation bercas positif, menjadikan logam neutral secara elektrik.

Interaksi antara molekul

Terdapat banyak sebatian di dunia nyata yang atomnya tidak disambungkan oleh ikatan kimia. Mereka berinteraksi antara satu sama lain akibat daripada daya jarak pendek yang jauh lebih lemah, dipanggil daya van der Waals, dan ikatan hidrogen.

Pasukan Van der Waals

Ini adalah interaksi jarak pendek yang berlaku antara molekul bukan kutub. Mereka memainkan peranan penting dalam makromolekul seperti polimer. Lebih-lebih lagi, mereka mempengaruhi keadaan fizikal unsur-unsur tertentu jirim. Contoh tarikan van der Waals yang paling biasa ialah plumbum grafit dalam pensel. Semasa anda menekan pensel anda pada kertas, lapisan grafit (yang terikat lemah antara satu sama lain) menggelongsor antara satu sama lain dan mendepositkan diri pada halaman.

Ikatan hidrogen

Ikatan hidrogen adalah sekitar 10 kali lebih lemah berbanding ikatan kovalen. Ia mungkin berlaku sama ada dalam satu molekul atau antara molekul yang berbeza. Ia terbentuk antara atom hidrogen yang terikat pada atom unsur kimia elektronegatif, dan atom unsur elektronegatif tinggi yang mempunyai pasangan elektron tunggal. Jenis tarikan kimia ini adalah ciri kumpulan -OH, -SH dan -NH ₂ . Ikatan hidrogen memainkan peranan penting dalam semua jenis sistem biologi. Ia membawa kepada perkaitan, iaitu menyatukan gugusan molekul yang lebih besar, yang mengubah sifatnya seperti takat didih, ketumpatan atau keterlarutan.