A kovalens kötés 2

1. Kötési energia

Két atom között a kovalens kötés felbontását kísérő moláris energiaváltozás. (A kötés felbontása mindig energiát igényel, endoterm folyamat.) A kötési energiát befolyásolja a kialakult kötések száma, a többszörös kötés erősebb, mint az egyszeres kötés, de a π-kötés kedvezőtlenebb térbeli helyzete miatt gyengébb, mint a σ-kötés. 

 

Például a szénatomok esetében:

E(C-C)=344 kJ/mol

E(C=C)= 615 kJ/mol

E(3x kötés)=812 kJ/mol

A kötési energia, azaz a kötés erőssége annál nagyobb, minél kisebb atomok között létesül a kovalens kötés, azaz minél közelebbről hat az elektronpárra az atommagok vonzó hatása.

Például a hasonló molekulaszerkezetű hidrogén-halogenidek egyszeres kötései esetében:

E(H-F)=563 kJ/mol

E(H-Cl)=431 kJ/mol

E(H-Br)=366 kJ/mol

E(H-I)=298 kJ/mol

2. Kötéstávolság

A kötés hosszúságát a két atommag közti távolsággal definiáljuk, pm-es nagyságrendű. Mértéke a kötési energia változásával fordított irányban változik. Azaz két atom között annál kisebb a kötéshossz, minél kisebbek a kötést létesítő atomok, adott atompár esetében pedig annál kisebb, minél több elektronpár létesíti a kötést.

A molekula szerkezetének feltüntetése

• A molekula képződésekor a kötést létesítő atomok atomtörzse nem változik meg. Ezeket a szerkezeti képletben az atom vegyjele szimbolizálja.

• A vegyértékelektronok közül egy vagy több kötést létesít, és kötő elektronpárt hoz létre. A molekulában az adott atomhoz tartozó kötő elektronpárok számát az atom vegyértékének nevezzük. Ezeket az atompárok között vonallal vagy pontpárral jelöljük.  
• A vegyértékhéjon lévő, de a kötésben részt nem vevő elektronpárokat nemkötő elektronpároknak nevezzük. A kötést nem létesítő elektronpárok csak egy atomhoz tartoznak, ezeket a vegyjel körüli vonalak vagy pontpárok jelölik.

Kovalens vegyérték

A vegyértéket a vegyértékelektronok száma, azon belül a párosítatlan elektronok száma is befolyásolja. 

A kisméretű atomok (1. és 2. periódus) molekulaképzésekor a nemesgázszerkezetre törekvés érvényesül, vagyis a kötések száma attól függ, hány elektron szükséges a nemesgázszerkezet eléréséhez. 

Például: a hidrogén atomtörzse körül a héliumnak megfelelő kételektronos nemesgázszerkezet alakul ki minden molekula képzésekor:

A  2. periódustól az elemek vegyértékelektronjai 8-ra egészülnek ki. Ehhez az V.A-VII.A csoport elemei esetében a párosítatlan elektronjaiknak megfelelő számú kötést kell létesíteniük.

A következő feladatot Villányi Attila tankönyvéből másoltam be. Próbáld meg kitölteni a táblázat hiányzó részeit! 

A széncsoport elemei - annak ellenére, hogy alapállapotban csak két párosítatlan elektronjuk van - legtöbbször négy vegyértékkel szerepelnek vegyületeikben, így itt is kialakul a 8 elektronos nemesgázszerkezet:

A 3. periódustól lehetőség van a nemesgázszerkezetnél több elektronos rendszer kialakulására, ezért ezeknél az elemeknél az összes vegyértékelektron képes kötés létesítésére. Ezek alapján érthetjük meg pl. a kén-dioxid és a kén-trioxid szerkezetét, amelyben a kén négy, illetve hat vegyértékű.

A lecke végére ismét hoztam egy feladatot.