Daleč od zadnje vloge na kemični ravni organizacije sveta igra metoda povezovanja strukturnih delcev, medsebojnega povezovanja. Velika večina enostavnih snovi, in sicer nekovin, ima kovalentno nepolarno vrsto vezi, z izjemo inertnih plinov. Kovine v svoji čisti obliki imajo poseben način vezave, ki se uresniči s socializacijo prostih elektronov v kristalni mreži.
Vse kompleksne snovi (razen nekaterih organskih) imajo kovalentne polarne kemične vezi. Vrste in primeri teh spojin bodo obravnavani spodaj. Medtem je treba ugotoviti, katera lastnost atoma vpliva na polarizacijo vezi.
elektronegativnost
Atomi ali bolje rečeno njihova jedra (ki so, kot vemo, pozitivno nabita), imajo sposobnost pritegniti in zadržati elektronsko gostoto, zlasti med tvorbo kemične vezi. Ta lastnost se je imenovala elektronegativnost. V periodnem sistemu njegova vrednost raste v obdobjih in glavnih podskupinah elementov. Vrednost elektronegativnosti ni vedno konstantna in se lahko spremeni, na primer, ko spremenimo vrsto hibridizacije, kiatomske orbitale.
Kemične vezi, katerih vrste in primeri bodo navedeni spodaj, oziroma lokalizacija ali delni premik teh vezi na enega od udeležencev vezave, je razložena prav z elektronegativno lastnostjo enega ali drugega elementa. Premik se zgodi na atom, za katerega je močnejši.
Kovalentna nepolarna vez
"Formula" kovalentne nepolarne vezi je preprosta - dva atoma iste narave združita elektrone svojih valenčnih lupin v skupni par. Takšen par se imenuje deljen, ker enako pripada obema udeležencem v vezavi. Zahvaljujoč socializaciji elektronske gostote v obliki para elektronov atomi preidejo v stabilnejše stanje, ko dokončajo svojo zunanjo elektronsko raven, in »oktet« (ali »dvojnik« v primeru preprosta vodikova snov H2, ima eno s-orbitalo, ki zahteva dva elektrona za dokončanje) je stanje zunanje ravni, h kateri težijo vsi atomi, saj njeno polnjenje ustreza stanje z minimalno energijo.
Primer nepolarne kovalentne vezi obstaja v anorganski in, ne glede na to, kako čudno se sliši, pa tudi v organski kemiji. Ta vrsta vezi je značilna za vse preproste snovi - nekovine, razen za žlahtne pline, saj je valenčna raven atoma inertnega plina že dokončana in ima oktet elektronov, kar pomeni, da vez s podobnim ne naredi smisel za to in je še manj energetsko koristen. V organskih snoveh se v posameznih molekulah pojavlja nepolarnostdoločena struktura in je pogojna.
Kovalentna polarna vez
Primer nepolarne kovalentne vezi je omejen na nekaj molekul preproste snovi, medtem ko so dipolne spojine, v katerih je elektronska gostota delno premaknjena proti bolj elektronegativnemu elementu, velika večina. Vsaka kombinacija atomov z različnimi vrednostmi elektronegativnosti daje polarno vez. Zlasti vezi v organskih snoveh so kovalentne polarne vezi. Včasih so polarni tudi ionski, anorganski oksidi, v soli in kislinah pa prevladuje ionski tip vezave.
Kot skrajni primer polarne vezave se včasih upošteva ionski tip spojin. Če je elektronegativnost enega od elementov bistveno višja od elektronegativnosti drugega, se elektronski par popolnoma premakne iz središča vezi nanj. Tako pride do ločitve na ione. Tisti, ki vzame elektronski par, se spremeni v anion in dobi negativen naboj, tisti, ki izgubi elektron, pa se spremeni v kation in postane pozitiven.
Primeri anorganskih snovi s kovalentno nepolarno vrsto vezi
Snovi s kovalentno nepolarno vezjo so na primer vse binarne molekule plina: vodik (H - H), kisik (O=O), dušik (v njegovi molekuli sta 2 atoma povezana s trojno vezjo (N ≡ N)); tekočine in trdne snovi: klor (Cl - Cl), fluor (F - F), brom (Br - Br), jod (I - I). Kot tudi kompleksne snovi, sestavljene iz atomov različnih elementov, vendar z dejanskim enakimvrednost elektronegativnosti, na primer fosforjev hidrid - pH3.
Organska in nepolarna vezava
Jasno je, da so vse organske snovi kompleksne. Postavlja se vprašanje, kako lahko v kompleksni snovi obstaja nepolarna vez? Odgovor je precej preprost, če razmišljate malo logično. Če se vrednosti elektronegativnosti sklopljenih elementov neznatno razlikujejo in ne ustvarjajo dipolnega momenta v spojini, lahko takšno vez štejemo za nepolarno. Točno tako je z ogljikom in vodikom: vse vezi C-H v organskih snoveh veljajo za nepolarne.
Primer nepolarne kovalentne vezi je molekula metana, najpreprostejše organske spojine. Sestavljen je iz enega atoma ogljika, ki je glede na svojo valenco povezan z enojnimi vezmi s štirimi atomi vodika. Pravzaprav molekula ni dipol, saj v njej ni lokalizacije nabojev, do neke mere zaradi tetraedrske strukture. Elektronska gostota je enakomerno porazdeljena.
Primer nepolarne kovalentne vezi obstaja v bolj kompleksnih organskih spojinah. Uresniči se zaradi mezomernih učinkov, to je zaporednega umika elektronske gostote, ki hitro zbledi vzdolž ogljikove verige. Torej, v molekuli heksakloroetana je vez C-C nepolarna zaradi enakomernega vlečenja elektronske gostote s šestimi atomi klora.
Druge vrste povezav
Poleg kovalentne vezi, ki jo je mimogrede mogoče izvesti tudi po donorsko-akceptorskem mehanizmu, obstajajo ionske, kovinske invodikove vezi. Kratke značilnosti predzadnjih dveh so predstavljene zgoraj.
Vodikova vez je medmolekularna elektrostatična interakcija, ki jo opazimo, če ima molekula atom vodika in kateri koli drug atom, ki ima nedeljene elektronske pare. Ta vrsta vezi je veliko šibkejša od drugih, vendar zaradi dejstva, da se v snovi lahko tvori veliko teh vezi, pomembno prispeva k lastnostim spojine.
