Jak Określić Rodzaj Wiązania Na Podstawie Elektroujemności

Dobra, spróbujmy wyjaśnić, jak określić rodzaj wiązania chemicznego patrząc na elektroujemność, bez wchodzenia w szczegóły i bez zbędnych tabelek. Skupimy się na prostym zrozumieniu tematu.

Elektroujemność to taka siła, z jaką atom przyciąga do siebie elektrony, gdy tworzy wiązanie z innym atomem. Każdy pierwiastek ma swoją elektroujemność, którą można znaleźć w układzie okresowym lub w specjalnych tabelach. Ale spokojnie, nie potrzebujemy tu tablic. Ważne jest, żeby zrozumieć ideę.

Jeśli mamy dwa atomy, które chcą się połączyć, to patrzymy na ich elektroujemności. I teraz trzy scenariusze:

1. Atomy mają bardzo podobną elektroujemność.

Co to znaczy "bardzo podobną"? W zasadzie, jeśli różnica między elektroujemnościami jest bardzo mała (powiedzmy poniżej 0.4, ale pamiętaj, nie używamy tu tabelek, więc to tylko orientacyjna liczba), to mamy do czynienia z wiązaniem kowalencyjnym niespolaryzowanym. To tak, jakby dwa silne osoby ciągnęły linę w tę samą stronę – żadna nie dominuje, więc lina zostaje pośrodku. W wiązaniu kowalencyjnym niespolaryzowanym elektrony są dzielone równo między atomy. Przykładem mogą być wiązania między dwoma atomami tego samego pierwiastka, np. w cząsteczce wodoru (H2) albo tlenu (O2). Tam elektroujemność jest identyczna, więc różnica wynosi zero. Inny przykład to wiązanie między węglem a wodorem (C-H), gdzie różnica elektroujemności jest stosunkowo niewielka, więc też traktujemy to jako wiązanie kowalencyjne niespolaryzowane w wielu kontekstach. W takim wiązaniu nie ma wyraźnego "bieguna" dodatniego ani ujemnego.

2. Atomy mają różną elektroujemność, ale różnica nie jest ogromna.

Czyli różnica jest większa niż w poprzednim przypadku (powyżej 0.4, ale pamiętaj, to tylko orientacja!), ale nie jest to też wartość ekstremalna (powiedzmy poniżej 1.7, znowu, bez precyzyjnych tabelek). Wtedy mówimy o wiązaniu kowalencyjnym spolaryzowanym. To tak, jakby jedna osoba ciągnęła linę trochę mocniej niż druga. Lina nadal jest między nimi, ale jest przesunięta w stronę tej silniejszej osoby. W wiązaniu kowalencyjnym spolaryzowanym elektrony są nadal dzielone między atomy, ale nie równo. Atom o wyższej elektroujemności przyciąga elektrony mocniej, więc wokół niego gromadzi się nieco więcej ładunku ujemnego (oznaczamy to symbolem δ-), a wokół atomu o niższej elektroujemności pojawia się trochę ładunku dodatniego (δ+). Powstaje coś w rodzaju "bieguna" dodatniego i ujemnego w obrębie wiązania. Przykładem jest wiązanie między tlenem a wodorem w cząsteczce wody (H2O). Tlen jest bardziej elektroujemny niż wodór, więc przyciąga do siebie elektrony, powodując, że tlen ma częściowy ładunek ujemny, a wodory mają częściowy ładunek dodatni. To właśnie spolaryzowanie wiązań w wodzie odpowiada za jej niezwykłe właściwości.

3. Atomy mają bardzo różną elektroujemność.

Jeśli różnica elektroujemności jest naprawdę duża (powiedzmy powyżej 1.7, ale pamiętaj, to tylko wskazówka, nie sztywna granica), to mamy do czynienia z wiązaniem jonowym. To tak, jakby jedna osoba wyrwała linie drugiej i uciekła z nią. Atom o dużo większej elektroujemności tak mocno przyciąga elektrony, że zabiera je drugiemu atomowi całkowicie. W rezultacie powstają jony: atom, który zabrał elektrony, staje się jonem ujemnym (anionem), a atom, który stracił elektrony, staje się jonem dodatnim (kationem). Między tymi jonami działa silne przyciąganie elektrostatyczne, które utrzymuje je razem. Przykładem jest chlorek sodu (NaCl), czyli sól kuchenna. Chlor jest dużo bardziej elektroujemny niż sód, więc zabiera mu elektron, tworząc jon chlorkowy (Cl-) i jon sodowy (Na+).

Proste podsumowanie

Zapamiętaj:

• Mała różnica elektroujemności: wiązanie kowalencyjne niespolaryzowane (równe dzielenie elektronów).
• Średnia różnica elektroujemności: wiązanie kowalencyjne spolaryzowane (nierówne dzielenie elektronów, powstają bieguny).
• Duża różnica elektroujemności: wiązanie jonowe (jeden atom zabiera elektrony drugiemu, powstają jony).

Dodatkowe uwagi

Pamiętaj, że te granice są umowne i służą tylko do orientacyjnego określenia rodzaju wiązania. W rzeczywistości wiele wiązań ma charakter pośredni, czyli wykazuje cechy zarówno wiązania kowalencyjnego, jak i jonowego. Mówimy wtedy o udziale charakteru jonowego w wiązaniu kowalencyjnym lub odwrotnie.

Co więcej, na rodzaj wiązania wpływają też inne czynniki, takie jak struktura cząsteczki i obecność innych atomów. Dlatego też, określenie rodzaju wiązania na podstawie samej elektroujemności jest tylko przybliżeniem, ale w wielu przypadkach wystarczającym do zrozumienia podstawowych właściwości związku chemicznego.

Chociaż staraliśmy się unikać konkretnych wartości elektroujemności, możesz znaleźć tablice elektroujemności pierwiastków w podręcznikach chemii lub w Internecie. Warto je zobaczyć, żeby mieć lepsze wyobrażenie o tym, jak różne pierwiastki przyciągają elektrony.

Najważniejsze, żeby zapamiętać, że elektroujemność to miara zdolności atomu do przyciągania elektronów, a różnica elektroujemności między atomami tworzącymi wiązanie jest kluczowa dla określenia rodzaju wiązania.