พันธะโควาเลนต์เชิงขั้วลักษณะและตัวอย่าง - เคมี

พันธะโควาเลนขั้วโลกเป็นหนึ่งในรูปแบบระหว่างสององค์ประกอบทางเคมีที่มีความแตกต่างอิเล็กเป็นอย่างมาก แต่ไม่ใกล้ตัวละครไอออนิกอย่างหมดจด ดังนั้นจึงเป็นปฏิสัมพันธ์ระดับกลางที่แข็งแกร่งระหว่างพันธะโควาเลนต์แบบอะโพลาร์กับพันธะไอออนิก

กล่าวกันว่าเป็นโควาเลนต์เนื่องจากในทางทฤษฎีมีการแบ่งปันคู่อิเล็กทรอนิกส์ระหว่างอะตอมที่ถูกผูกมัดทั้งสองอย่างเท่าเทียมกัน นั่นคืออิเล็กตรอนทั้งสองตัวถูกแบ่งใช้อย่างเท่าเทียมกัน อะตอม E บริจาคอิเล็กตรอนในขณะที่· X สร้างอิเล็กตรอนตัวที่สองเพื่อสร้างพันธะโคเวเลนต์ E: X หรือ EX

ในพันธะโควาเลนต์ที่มีขั้วคู่ของอิเล็กตรอนจะใช้ร่วมกันไม่เท่ากัน ที่มา: Gabriel Bolívar

อย่างไรก็ตามดังที่เห็นในภาพด้านบนอิเล็กตรอนทั้งสองไม่ได้อยู่ตรงกลางของ E และ X แสดงว่าพวกมัน "หมุนเวียน" ด้วยความถี่เดียวกันระหว่างอะตอมทั้งสอง ค่อนข้างจะอยู่ใกล้ X มากกว่า E ซึ่งหมายความว่า X ดึงดูดอิเล็กตรอนคู่นั้นเข้าหาตัวเองเนื่องจากค่าอิเล็กโทรเนกาติวิตีที่สูงกว่า

เนื่องจากอิเล็กตรอนของพันธะอยู่ใกล้ X มากกว่า E จึงมีการสร้างบริเวณที่มีความหนาแน่นของอิเล็กตรอนสูงขึ้นรอบ X δ-; ในขณะที่ E บริเวณที่มีอิเล็กตรอนไม่ดีจะปรากฏδ + ดังนั้นคุณจึงมีโพลาไรเซชันของประจุไฟฟ้า: พันธะโคเวเลนต์เชิงขั้ว

ลักษณะเฉพาะ

องศาของขั้ว

พันธะโควาเลนต์มีมากในธรรมชาติ มีอยู่ในโมเลกุลและสารประกอบทางเคมีที่ต่างกัน เนื่องจากในที่สุดมันถูกสร้างขึ้นเมื่ออะตอม E และ X สองอะตอมที่แตกต่างกัน อย่างไรก็ตามมีพันธะโควาเลนต์ที่มีขั้วมากกว่าพันธะอื่น ๆ และหากต้องการทราบว่าเราต้องใช้อิเล็กโทรเนกาติวิตี

ยิ่งมีอิเล็กโทรเนกาติวิตี X มากเท่าใดและ E ที่มีอิเล็กโตรเนกาทีฟน้อยกว่าคือ (อิเล็กโตรโพซิทีฟ) พันธะโคเวเลนต์ที่ได้จะมีขั้วมากขึ้น วิธีทั่วไปในการประมาณขั้วนี้คือใช้สูตร:

χ _X - χ _E

โดยที่χคืออิเล็กโทรเนกาติวิตีของแต่ละอะตอมตามมาตราส่วนพอลิง

ถ้าการลบหรือการลบนี้มีค่าระหว่าง 0.5 ถึง 2 ก็จะเป็นพันธะเชิงขั้ว ดังนั้นจึงเป็นไปได้ที่จะเปรียบเทียบระดับของขั้วระหว่างลิงก์ EX หลาย ๆ ในกรณีที่ได้รับความคุ้มค่าสูงกว่า 2 เราพูดถึงพันธะไอออนิก, E ⁺ X ^-และไม่ E ^{δ +} -X δ-

อย่างไรก็ตามขั้วของพันธะ EX ไม่ได้เป็นค่าสัมบูรณ์ แต่ขึ้นอยู่กับสภาพแวดล้อมของโมเลกุล นั่นคือในโมเลกุล -EX- โดยที่ E และ X สร้างพันธะโควาเลนต์กับอะตอมอื่น ๆ อย่างหลังมีอิทธิพลโดยตรงต่อระดับขั้วดังกล่าว

องค์ประกอบทางเคมีที่เกิดขึ้น

แม้ว่า E และ X อาจเป็นองค์ประกอบใด ๆ แต่ไม่ใช่ทั้งหมดที่ทำให้เกิดพันธะโคเวเลนต์เชิงขั้ว ตัวอย่างเช่นถ้า E เป็นโลหะที่มีอิเล็กโตรโพซิทีฟสูงเช่นโลหะอัลคาไลน์ (Li, Na, K, Rb และ Cs) และ X a ฮาโลเจน (F, Cl, Br และ I) พวกมันจะมีแนวโน้มที่จะสร้างสารประกอบไอออนิก (Na ⁺ Cl ^- ) และไม่ใช่โมเลกุล (Na-Cl)

นั่นคือเหตุผลที่มักพบพันธะโควาเลนต์เชิงขั้วระหว่างองค์ประกอบที่ไม่ใช่โลหะสองชนิด และในระดับที่น้อยกว่าระหว่างองค์ประกอบที่ไม่ใช่โลหะกับโลหะทรานซิชันบางชนิด เมื่อดูที่บล็อก p ของตารางธาตุคุณมีทางเลือกมากมายในการสร้างพันธะเคมีประเภทนี้

ลักษณะขั้วและไอออนิก

ในโมเลกุลขนาดใหญ่ไม่สำคัญมากที่จะต้องคิดว่าพันธะมีขั้วเป็นอย่างไร สิ่งเหล่านี้เป็นโควาเลนต์สูงและการกระจายตัวของประจุไฟฟ้า (บริเวณที่อิเล็กตรอนอุดมสมบูรณ์หรือไม่ดี) ดึงดูดความสนใจได้มากกว่าการกำหนดระดับความแปรปรวนร่วมของพันธะภายใน

อย่างไรก็ตามด้วยไดอะตอมมิกหรือโมเลกุลขนาดเล็กกล่าวว่าขั้ว E ^{δ +} -X ^δ-ค่อนข้างสัมพัทธ์

นี่ไม่ใช่ปัญหากับโมเลกุลที่เกิดขึ้นระหว่างองค์ประกอบที่ไม่ใช่โลหะ แต่เมื่อโลหะทรานซิชันหรือ metalloids เข้าร่วมเราไม่ได้พูดถึงเพียงพันธะโควาเลนต์เชิงขั้วอีกต่อไป แต่เป็นพันธะโควาเลนต์ที่มีลักษณะไอออนิกบางอย่าง และในกรณีของโลหะทรานซิชันของพันธะโควาเลนต์ประสานงานตามธรรมชาติ

ตัวอย่างพันธะโคเวเลนต์เชิงขั้ว

CO

พันธะโควาเลนต์ระหว่างคาร์บอนกับออกซิเจนเป็นขั้วเนื่องจากอดีตมีค่าอิเล็กโทรเนกาติวิตีน้อยกว่า (χ _C = 2.55) กว่าพันธะที่สอง (χ _O = 3.44) ดังนั้นเมื่อเรามองไปที่ CO, C = O หรือ CO ^-พันธบัตรเราจะรู้ว่าพวกเขามีพันธะขั้วโลก

HX

ไฮโดรเจนเฮไลด์ HX เป็นตัวอย่างที่เหมาะสำหรับการทำความเข้าใจพันธะเชิงขั้วในโมเลกุลไดอะตอมของคุณ การใช้อิเล็กโทรเนกาติวิตีของไฮโดรเจน (χ _H = 2.2) เราสามารถประมาณได้ว่าขั้วเหล่านี้มีขั้วต่อกันอย่างไร:

-HF (HF), χ _F (3.98) - χ _H (2.2) = 1.78

-HCl (H-Cl), χ _Cl (3.16) - χ _H (2.2) = 0.96

-HBr (H-Br), χ _Br (2.96) - χ _H (2.2) = 0.76

-HI (ไฮ), χ _ฉัน (2.66) - χ _H (2.2) = 0.46

โปรดทราบว่าจากการคำนวณเหล่านี้พันธะ HF เป็นขั้วที่มีขั้วมากที่สุด ตอนนี้อักขระไอออนิกของมันแสดงเป็นเปอร์เซ็นต์เป็นอะไรก็เป็นอีกเรื่องหนึ่ง ผลลัพธ์นี้ไม่น่าแปลกใจเนื่องจากฟลูออรีนเป็นองค์ประกอบที่มีอิเล็กโทรเนกาติวิตีมากที่สุดของทั้งหมด

เมื่ออิเล็กโทรเนกาติวิตีตกจากคลอรีนเป็นไอโอดีนพันธะ H-Cl, H-Br และ HI ก็มีขั้วน้อยลงเช่นกัน พันธะ HI ควรเป็นแบบไม่มีขั้ว แต่จริงๆแล้วมันมีขั้วและ "เปราะ" มากด้วย แตกง่าย

โอ้

พันธะขั้ว OH อาจมีความสำคัญที่สุดเนื่องจากสิ่งมีชีวิตมีอยู่เนื่องจากมันทำงานร่วมกับโมเมนต์ไดโพลของน้ำ ถ้าเราประมาณความแตกต่างระหว่างอิเล็กโทรเนกาติวิตีของออกซิเจนและไฮโดรเจนเราจะมี:

χ _O (3.44) - χ _H (2.2) = 1.24

อย่างไรก็ตามโมเลกุลของน้ำ H ₂ O มีพันธะสองอย่างนี้คือ HOH นี่และเรขาคณิตเชิงมุมของโมเลกุลและความไม่สมมาตรทำให้เป็นสารประกอบที่มีขั้วสูง

NH

พันธะ NH มีอยู่ในกลุ่มอะมิโนของโปรตีน การคำนวณซ้ำ ๆ กันที่เรามี:

χ _N (3.04) - χ _H (2.2) = 0.84

สิ่งนี้สะท้อนให้เห็นว่าพันธะ NH มีขั้วน้อยกว่า OH (1.24) และ FH (1.78)

น่าเกลียด

พันธะ Fe-O มีความสำคัญเนื่องจากออกไซด์ของมันพบได้ในแร่ธาตุเหล็ก มาดูกันว่ามีขั้วมากกว่า HO หรือไม่:

χ _O (3.44) - χ _Fe (1.83) = 1.61

ดังนั้นจึงสันนิษฐานได้อย่างถูกต้องว่าพันธะ Fe-O มีขั้วมากกว่าพันธะ HO (1.24) หรืออะไรที่เหมือนกับคำพูด: Fe-O มีอักขระไอออนิกสูงกว่า HO

การคำนวณเหล่านี้ใช้เพื่อหาองศาของขั้วระหว่างลิงค์ต่างๆ แต่ไม่เพียงพอที่จะระบุว่าสารประกอบนั้นเป็นไอออนิกโควาเลนต์หรือลักษณะไอออนิกของมัน

อ้างอิง

Whitten, Davis, Peck & Stanley (2008) เคมี (ฉบับที่ 8) CENGAGE การเรียนรู้
ตัวสั่นและแอตกินส์ (2008) เคมีอนินทรีย์. (พิมพ์ครั้งที่สี่). Mc Graw Hill
ลอร่าแนปปี้ (2019) พันธะโควาเลนต์มีขั้วและไม่มีขั้ว: คำจำกัดความและตัวอย่าง ศึกษา. ดึงมาจาก: study.com
Helmenstine, Anne Marie, Ph.D. (18 กันยายน 2562). นิยามและตัวอย่างพันธะโพลาร์ (Polar Covalent Bond) ดึงมาจาก: thoughtco.com
Elsevier BV (2019). พันธะโควาเลนต์โพลาร์ ScienceDirect ดึงมาจาก: sciencedirect.com
วิกิพีเดีย (2019) ขั้วเคมี. สืบค้นจาก: en.wikipedia.org
ไม่ระบุชื่อ (05 มิถุนายน 2562). คุณสมบัติของพันธะโควาเลนต์เชิงขั้ว เคมี LibreTexts สืบค้นจาก: chem.libretexts.org

พันธะโควาเลนต์เชิงขั้วลักษณะและตัวอย่าง - เคมี - 2025