Kovalentā saite
Kovalentās saites ir ķīmiskās saites starp diviem nemetāla atomiem. Piemērs ir ūdens, kur ūdeņradis (H) un skābeklis (O) savienojas, veidojot (H2O). Pilnam ārējam apvalkam parasti ir astoņi elektroni vai divi elektroni ūdeņraža vai hēlija gadījumā. Valences elektroni ir elektroni, kas atoma ārējā apvalkā atrodas salīdzinoši brīvi. Elektronu čaulu struktūru nosaka kvantu mehānika).
Elektronu skaitu atomā nosaka pēc protonu skaita atomā. Elektroni riņķo ap atomu kodoliem, un tie ir kā izplūdušas orbītas ap atoma kodolu. Pirmajā slānī ir līdz diviem elektroniem. Nākamajos slāņos parasti ir līdz astoņiem. Kovalentās saites veidojas, atomiem daloties ar valences elektroniem.
Ja, piemēram, atomam ir deviņi elektroni, pirmie divi orbītas ir ļoti tuvu kodolam, bet nākamie septiņi orbītas ir nedaudz tālāk. Ārējie septiņi elektroni ir mazāk cieši pieķerti nekā iekšējie divi elektroni, jo tie atrodas tālāk no pozitīvi lādētā kodola. Ja šis atoms pietuvojas citam atomam, kura ārējā apvalkā ir brīvi turēts elektrons, brīvi turētajam elektronam atbrīvojas jauna orbitāle. Šī jaunā elektronu orbitāle ir saistīta ar abiem atoma kodoliem, un tai ir zemāks enerģijas līmenis nekā sākotnējai elektronu orbitālei. Elektrons var spontāni pārlēkt uz to un izstarot fotonu ar lieko enerģiju. Tagad elektrons riņķo ap abiem atomiem, kā rezultātā atomam, kas piešķīra elektronu, ir neliels neto pozitīvs lādiņš, bet otram atomam ir neliels neto negatīvs lādiņš. Tagad abus atomus kopā tur elektromagnētiskais pievilkšanās spēks starp pozitīvo un negatīvo lādiņu. To sauc par kovalento saiti. Lai šo saiti pārrautu, ir nepieciešams tāds pats enerģijas daudzums, kāds tika atbrīvots tās veidošanās laikā.
Ūdens molekula sastāv no viena skābekļa atoma un diviem ūdeņraža atomiem, kurus vieno kovalentā saite. Šajā gadījumā skābekļa atoms dala vienu elektronu ar katru ūdeņraža atomu. Tas nozīmē, ka skābekļa atomam ir neliels neto pozitīvais lādiņš un ūdeņraža atomam ir neliels neto negatīvais lādiņš. Rezultātā skābekļa un ūdeņraža atomi pievelkas viens pie otra elektromagnētiskā spēka dēļ. Tāpēc ūdens molekula ir polāra molekula: tās lādiņš nav vienmērīgi sadalīts.
Ūdens (H2O) kovalentās saites
Kovalentās saites veidi
Atomu orbitāles (izņemot s orbitāles) veido dažāda veida kovalentās saites:
- Sigma (σ) saites ir visstiprākās kovalentās saites. Tām ir divu dažādu atomu orbitāļu pārklāšanās. Viena saite parasti ir σ saite.
- Pi (π) saites ir vājākas, un tās rodas p (vai d) orbitāļu sānu pārklāšanās dēļ.
- Dubultā saite starp diviem konkrētiem atomiem ir viena σ un viena π saite, un
- trīskāršajai saitei ir viena σ un divas π saites.
Kovalentās saites ir vājākas nekā jonu saites, un tām ir zemāks kušanas punkts. Tās parasti ir arī vāji elektrības un siltuma vadītāji.
Saites garums
Ķīmijā saites garums ir kovalentās saites lieluma mērvienība. Tā kā molekulas ir ļoti mazas, tās mēra pikometros jeb aptuveni vienā miljonsimtdaļā no miljarddaļas no metra.
Molekulu ķīmiju lielākoties izskaidro to saites, un to saites veido elektronu struktūra.
Benzola zīmējums. Ir parādīti saišu garumi un leņķi.
Saistītās lapas
- Valence
Jautājumi un atbildes
J: Kas ir kovalentā saite?
A: Kovalentā saite ir ķīmiska saite starp diviem nemetāla atomiem, kur atomi dala valences elektronus. Tādējādi rodas elektronu orbitāle, kas ir piesaistīta abiem atomu kodoliem un kurai ir zemāks enerģijas līmenis nekā sākotnējai elektronu orbitālei. Rezultātā atoms, kas piešķīra elektronu, ir ar nelielu neto pozitīvu lādiņu, bet otrs atoms ir ar nelielu neto negatīvu lādiņu, un tos kopā satur elektromagnētiskais pievilkšanās spēks starp pozitīvajiem un negatīvajiem lādiņiem.
J: Cik elektronu parasti ir atoma ārējā apvalkā?
A: Atoma ārējā apvalkā parasti ir līdz astoņiem elektroniem vai divi elektroni ūdeņraža vai hēlija gadījumā.
J: Kas nosaka elektronu skaitu atomā?
A: Elektronu skaitu atomā nosaka protonu skaits atomā.
J: Kā veidojas kovalentās saites?
A: Kovalentās saites veidojas, kad atomi pietuvojas viens otram un viens brīvi turēts elektrons no viena atoma pārlec jaunā orbitālē, kas ir piesaistīta abiem atoma kodoliem ar zemāku enerģijas līmeni nekā iepriekš. Tā rezultātā vienam atomam ir neliels neto pozitīvais lādiņš, bet otram - neliels neto negatīvais lādiņš, radot elektromagnētisko pievilkšanās spēku starp atomiem.
J: Kāda veida molekula ir ūdens?
A: Ūdens molekulas sastāv no viena skābekļa atoma un diviem ūdeņraža atomiem, kurus satur kovalentas saites, tāpēc tā ir polāra molekula, jo tās lādiņš nav vienmērīgi sadalīts.
J: Kur ap atomu kodoliem riņķo elektroni?
A.: Ap atomu kodoliem elektroni riņķo kā izplūduši orbitāli.
