Główna różnica – wiązania kowalencyjne i wodorowe

Wiązania chemiczne to wiązania zachodzące między atomami. Te wiązania chemiczne są pomocne w utrzymywaniu razem atomów w celu tworzenia cząsteczek i złożonych związków. Wiązania chemiczne powstają albo w wyniku wymiany elektronów między atomami, albo w wyniku przyciągania między atomami, jonami lub cząsteczkami. Wiązanie kowalencyjne i wiązanie wodorowe to dwa rodzaje wiązań chemicznych, które można znaleźć wśród związków kowalencyjnych. Wiązanie kowalencyjne powstaje w wyniku dzielenia się elektronami między atomami. Wiązanie wodorowe powstaje w wyniku przyciągania dwóch atomów dwóch różnych cząsteczek. Główną różnicą między wiązaniami kowalencyjnymi a wodorowymi jest to, że wiązania kowalencyjne są przyciąganiem wewnątrzcząsteczkowym, podczas gdy wiązania wodorowe są przyciąganiem międzycząsteczkowym.

Kluczowe obszary objęte

1. Czym są wiązania kowalencyjne? – Definicja, tworzenie więzi z przykładami 2. Czym są wiązania wodorowe? – Definicja, tworzenie więzi z przykładami 3. Jakie są podobieństwa między wiązaniami kowalencyjnymi i wodorowymi? – Zarys wspólnych cech 4. Jaka jest różnica między wiązaniami kowalencyjnymi a wodorowymi? – Porównanie kluczowych różnic

Kluczowe terminy: atomy, siła przyciągania, wiązanie kowalencyjne, wiązanie wodorowe, przyciąganie międzycząsteczkowe, przyciąganie wewnątrzcząsteczkowe, jony, cząsteczki

Czym są wiązania kowalencyjne

Wiązania kowalencyjne to wiązania chemiczne, które powstają w wyniku współdzielenia elektronów między atomami. Dlatego nazywa się to międzycząsteczkową siłą przyciągania. Wiązanie powstaje między dwoma atomami, które zawierają niesparowane elektrony. Te niesparowane elektrony są sparowane z niesparowanymi elektronami innego atomu, tworząc wiązanie kowalencyjne.

Atomy mogą mieć wiązania kowalencyjne jako wiązania pojedyncze, podwójne lub potrójne między atomami. Jedno wiązanie kowalencyjne zawiera jedną parę elektronów wiązania; gdy jeden niesparowany elektron jest sprzężony z innym niesparowanym elektronem innego atomu, powstaje wiązanie kowalencyjne i te dwa elektrony nazywane są parą elektronów wiązania lub parą wiązań. Dlatego w wiązaniu podwójnym 4 elektrony są dzielone między dwa atomy, ponieważ istnieją 2 wiązania kowalencyjne mające dwie pary wiązań.

Głównym celem tworzenia wiązania kowalencyjnego jest wypełnienie skrajnych orbitali atomów w celu ich stabilizacji. Wiązanie kowalencyjne występuje wśród niemetali i niemetali. Wiązania kowalencyjne są bardzo silnymi przyciąganiami, a siła wiązania kowalencyjnego waha się od 100 do 1100 kJ/mol.

Rysunek 1: Dot-cross Struktura fluorowodoru

Powyższy rysunek przedstawia wiązanie kowalencyjne między atomem wodoru (H) a atomem fluoru (F). Tutaj krzyżyk wskazuje niesparowany elektron w atomie wodoru, a kropki pokazują elektrony na najbardziej zewnętrznej orbicie fluoru.

Istnieją dwa główne typy wiązań kowalencyjnych: polarne wiązania kowalencyjne i niepolarne wiązania kowalencyjne. Te dwa wiązania są nazwane zgodnie z polarnością wiązania kowalencyjnego. Polarność wiązania zależy od wartości elektroujemności dwóch atomów, które przyczyniają się do powstania wiązania kowalencyjnego. Jeśli różnica między tymi wartościami elektroujemności jest mniejsza niż 0,4, jest to niepolarne wiązanie kowalencyjne. Jeśli ta wartość wynosi od 0,4 do 1,7, jest to polarne wiązanie kowalencyjne. W powyższym przykładzie elektroujemność wodoru wynosi 2,2, a elektroujemność fluoru wynosi 4,0. Zatem różnica wynosi (4,0-2,2) = 1,8. Dlatego jest to wysoce polarne wiązanie kowalencyjne.

Czym są wiązania wodorowe

Wiązania wodorowe to siły przyciągania, które występują między dwoma atomami dwóch różnych cząsteczek. Dlatego jest atrakcją wewnątrzcząsteczkową. Jest to słaba siła przyciągania. Ale w porównaniu z innymi rodzajami sił wewnątrzcząsteczkowych, takimi jak oddziaływania polarno-polarne, niepolarne-niepolarne, takie jak siły Vandera Waala, wiązanie wodorowe jest silniejsze.

Wiązanie wodorowe zachodzi między polarnymi związkami kowalencyjnymi. Te związki (lub cząsteczki) składają się z polarnych wiązań kowalencyjnych. Polarne wiązanie kowalencyjne powstaje z powodu różnicy w wartościach elektroujemności atomów będących w wiązaniu kowalencyjnym. Jeśli ta różnica jest duża, wysoce elektroujemny atom ma tendencję do przyciągania elektronów wiązania do siebie. To tworzy moment dipolowy, w którym ten wysoce elektroujemny atom otrzymuje częściowy ładunek ujemny, podczas gdy drugi atom otrzymuje częściowy ładunek dodatni. Następnie wiązanie staje się polarnym wiązaniem kowalencyjnym. Kiedy ta cząsteczka spotyka inną cząsteczkę, która ma taki moment dipolowy, ładunek ujemny i dodatni mają tendencję do przyciągania się nawzajem. Ta siła przyciągania nazywana jest wiązaniem wodorowym.

Wiązanie wodorowe występuje między atomami silnie elektroujemnymi i mniej elektroujemnymi atomami. Wiązania wodorowe istnieją, gdy mamy O, N i F w jednej cząsteczce i dodatnio naładowany H w drugiej cząsteczce. Dzieje się tak, ponieważ F, N i O są najbardziej elektroujemnymi atomami zdolnymi do tworzenia wiązań wodorowych. Siła wiązania wodorowego może zmieniać się od 5 do 50 kJ/mol. Najsilniejsze wiązanie wodorowe występuje między atomami HF.

Rysunek 2: Wiązania wodorowe między cząsteczkami wody

Woda jest najczęstszym przykładem związku zawierającego wiązania wodorowe. Tutaj atom tlenu jednej cząsteczki wody może przyciągnąć atom wodoru innej cząsteczki z powodu rozdziału ładunku w tej cząsteczce.

Podobieństwa między wiązaniami kowalencyjnymi i wodorowymi

Różnica między wiązaniami kowalencyjnymi i wodorowymi

Definicja

Wiązania kowalencyjne: Wiązania kowalencyjne to wiązania chemiczne, które powstają w wyniku współdzielenia elektronów między atomami.

Wiązania wodorowe: Wiązania wodorowe to siły przyciągania, które występują między dwoma atomami dwóch różnych cząsteczek.

Natura więzi

Wiązania kowalencyjne: Wiązania kowalencyjne to międzycząsteczkowe wiązania chemiczne.

Wiązania wodorowe: Wiązania wodorowe to wewnątrzcząsteczkowe wiązania chemiczne.

Gatunki chemiczne

Wiązania kowalencyjne: Wiązania kowalencyjne powstają między dwoma atomami.

Wiązania wodorowe: Wiązania wodorowe powstają między dwoma atomami dwóch różnych cząsteczek.

Siła wiązania

Wiązania kowalencyjne: Siła wiązania wiązania kowalencyjnego może zmieniać się od 100 do 1100 kJ/mol.

Wiązania wodorowe: Siła wiązania wiązania wodorowego może zmieniać się od 5 do 50 kJ/mol.

Wniosek

Zarówno wiązania kowalencyjne, jak i wiązania wodorowe są wiązaniami chemicznymi. Wiązania kowalencyjne są silniejsze niż wiązania wodorowe. Dzieje się tak, ponieważ wiązanie kowalencyjne powstaje w wyniku współdzielenia elektronów między dwoma atomami, podczas gdy wiązanie wodorowe powstaje w wyniku przyciągania między dwiema cząsteczkami. Główna różnica między wiązaniami kowalencyjnymi i wodorowymi polega na tym, że wiązania kowalencyjne są przyciąganiem wewnątrzcząsteczkowym, podczas gdy wiązania wodorowe są przyciąganiem międzycząsteczkowym.

Bibliografia:

1. Libreteksty. "Wiązanie wodorowe." Chemistry LibreTexts, dostępne tutaj. 17 stycznia 2017. Dostęp 16 sierpnia 2017. 2. „Wiązanie kowalencyjne”. BBC, dostępne tutaj. Dostęp 16 sierpnia 2017 r.

Zdjęcie dzięki uprzejmości:

1. „Hydrogen-fluoride-2D-dot-cross” Autor: Benjah-bmm27 – Praca własna (domena publiczna) przez Commons Wikimedia 2. „Wiązanie wodorowe w wodzie-2D” (domena publiczna) przez Commons Wikimedia