Haupttypen chemischer Bindungen zwischen Atomen

Alle Materie besteht aus Atomen. Atome sind winzige Teilchen unterschiedlicher Art, die sich zu Molekülen und anderen Arten chemischer Verbindungen verbinden. Was die verschiedenen Atome in einer mehratomigen Substanz wie einem Molekül oder einer ionischen Verbindung zusammenhält, nennen wir die chemische Bindung.

Eine chemische Bindung kann als eine Kraft elektrostatischer Natur definiert werden, die zwei Atome dank der Wechselwirkungen zwischen den Kernen und den Elektronenwolken beider zusammenhält . Da es verschiedene Arten von Atomen gibt, darunter metallische Atome, nichtmetallische Atome, Metalloide und Edelgase, können verschiedene Kombinationen auftreten, bei denen die Atome auf unterschiedliche Weise interagieren, was zu unterschiedlichen Arten chemischer Bindungen führt.

Eines der Hauptmerkmale von Atomen, das die Art der Bindung bestimmt, die sich zwischen ihnen bildet, ist ihr metallischer Charakter. Es ist nicht dasselbe, ein Metallatom mit einem anderen zu verbinden, als ein Metall mit einem Nichtmetall oder ein Nichtmetall mit einem anderen Nichtmetall. Auch bei der Verbindung zweier Nichtmetalle kann die Bindung je nach Unterschied der Elektronegativitäten der beiden Elemente unterschiedlicher Art sein.

Arten chemischer Bindungen und Elektronegativität

Abhängig von den Eigenschaften der beiden verknüpften Atome können unterschiedliche Arten von Bindungen angegeben werden. Im Großen und Ganzen können wir vier Haupttypen identifizieren, nämlich:

• Die Ionenbindung .
• Die polare kovalente Bindung .
• Die reine oder unpolare kovalente Bindung .
• Die metallische Bindung .

Die wichtigste Eigenschaft, die die Art der Bindung bestimmt, die sich zwischen zwei Atomen bilden wird, ist der Unterschied zwischen ihren Elektronegativitäten. Elektronegativität ist die Fähigkeit eines Atoms, Bindungselektronen anzuziehen, wenn eine chemische Bindung gebildet wird. Dies ist eine periodische Eigenschaft, die zunimmt, wenn Sie sich entlang einer Gruppe im Periodensystem von unten nach oben bewegen, und wenn Sie sich über eine Periode von links nach rechts bewegen, wobei Fluor das elektronegativste Element von allen ist.

Die Elektronegativität wird auf einer Skala gemessen, die von 0,7 (entspricht dem Franciumatom, dem am wenigsten elektronegativen Atom) bis 4 (entspricht Fluor) reicht. Diese Skala ist als Pauling-Elektronegativitätsskala bekannt und ist sehr nützlich, um die Art der Bindungen vorherzusagen, die sich zwischen zwei Atomen bilden werden.

Verwendung der Elektronegativität zur Vorhersage des Bindungstyps

Wenn sich zwei Atome aneinander binden, streben sie danach, ihr Oktett zu vervollständigen, das heißt, sie streben danach, sich mit insgesamt 8 Valenzelektronen zu umgeben. Aus diesem Grund kommt es bei der Bindungsbildung sofort zu einer Konkurrenz um die Bindungselektronen des anderen.

Das elektronegativere Atom bekommt alle Elektronen. In diesem Fall wird dieses Atom negativ geladen, während das weniger elektronegative, das die Elektronen verloren hat, positiv geladen bleibt. Diese beiden Ionen werden aufgrund ihrer entgegengesetzten Ladungen voneinander angezogen und bilden so die Ionenbindung. Dies ist besonders häufig der Fall, wenn wir ein Metall mit einem Nichtmetall verbinden, wie z. B. das unten gezeigte Magnesiumchlorid.

Wenn andererseits beide Atome die gleiche Elektronegativität haben (was zum Beispiel passieren könnte, wenn beide Atome gleich sind), würde keines den Wettbewerb um die Elektronen des anderen gewinnen, also hätten sie keine andere Wahl, als sich die Elektronen zu teilen um gleichzeitig ihre jeweiligen Oktetts zu befriedigen. Da in diesem Fall Valenzelektronen geteilt werden, wird die Bindung als kovalente Bindung bezeichnet .

Aber was passiert, wenn wir zwei Atome verbinden, die ähnliche, aber nicht dieselben Elektronegativitäten haben? In diesem Fall ist die Bindung weder vollständig ionisch noch vollständig polar. In diesen Fällen teilen sich die beiden Atome Elektronen nicht perfekt und erzeugen an jedem Ende der Bindung entgegengesetzte Partialladungen. Diese Arten von Bindungen werden polare kovalente Bindungen oder einfach polare Bindungen genannt .

Wenn wir schließlich zwei Metalle miteinander verbinden, entsteht weder eine ionische noch eine kovalente Bindung. In diesem Fall wird eine spezielle Art von chemischer Bindung hergestellt , die als Metallbindung bezeichnet wird . Bei dieser Art von Bindung sind die Metallatome normalerweise in einer kubischen Struktur gepackt, wie sie in der folgenden Abbildung gezeigt wird.

Herkömmliche Kriterien zur Definition von Bindungstypen basierend auf Elektronegativität

Die folgende Tabelle fasst die Kriterien für die Entscheidung zusammen, ob die Bindung zwischen zwei Atomen ionisch, polar kovalent, unpolar oder metallisch sein wird.

Wie aus der Tabelle ersichtlich ist, ist die Bindung ionisch, wenn die Differenz der Elektronegativität mehr als 1,7 beträgt. Es wird als rein kovalent angesehen, wenn es keinen Unterschied gibt oder wenn der Unterschied sehr gering ist. Einige Autoren unterscheiden den ersten Fall vom zweiten, indem sie nur diejenigen als reine kovalente Bindungen betrachten, bei denen sich zwei gleiche Atome verbinden, während sie, wenn der Unterschied sehr gering ist, als unpolare oder unpolare Bindungen klassifiziert werden.

Wenn schließlich zwei Metalle verbunden werden, dann wird die Bindung als metallische Bindung klassifiziert.

Eigenschaften der verschiedenen Arten von Links

Ionenverbindung

Die Ionenbindung wird so genannt, weil sie von zwei Ionen mit entgegengesetzten Ladungen gebildet wird. Es entsteht, wenn ein Metall mit sehr geringer Elektronegativität, meist ein Alkali- oder Erdalkalimetall, mit einem Nichtmetall mit sehr hoher Elektronegativität, meist einem Halogen, verbunden wird.

Diese Art von Bindung ist nicht gerichtet, da Elektronen entlang der Achse, die beide Atome verbindet, nicht geteilt werden. Auch bei der Bildung ionischer Verbindungen ist es nicht möglich, diskrete Einheiten zu erkennen, da jedes Kation von mehreren Anionen umgeben ist und diese wiederum an andere Kationen gebunden sind, ohne einem von ihnen ausschließlich anzugehören.

Verbindungen mit ionischen Bindungen sind im Allgemeinen wasserlöslich und ergeben elektrisch leitende Lösungen.

polare kovalente Bindung

In diesem Fall wird eine Bindung gebildet, in der Elektronen geteilt werden, aber nicht gleichmäßig, wodurch eine teilweise negative Ladung auf dem elektronegativsten Atom und eine teilweise positive Ladung auf dem am wenigsten elektronegativ erzeugt wird. Diese Art der Verknüpfung führt zu diskreten Einheiten, die Moleküle genannt werden, in denen jedes Atom immer mit denselben anderen Atomen verknüpft ist.

Viele Verbindungen mit polaren Bindungen haben polare Moleküle, die wasserlöslich werden können.

Die reine oder unpolare kovalente Bindung

Diese Verknüpfung tritt auf, wenn sich zwei identische Atome verbinden, wie es in den Molekülen von Cl ₂ , O ₂ und N ₂ der Fall ist . Da es keinen Unterschied in der Elektronegativität gibt, werden die Elektronen vollkommen gleichmäßig geteilt. Verbindungen, die nur kovalente Bindungen enthalten, sind notwendigerweise unpolar und sind Verbindungen, die in Wasser nicht löslich sind.

mehrere kovalente Bindungen

Sowohl in der reinen als auch in der polaren kovalenten Bindung können kovalente Bindungen auftreten, bei denen mehr als ein Elektronenpaar geteilt wird, wodurch mehrere kovalente Bindungen entstehen. Je nachdem, ob 2, 4 oder 6 Elektronen geteilt werden, wird die Bindung als einfache, doppelte oder dreifache kovalente Bindung klassifiziert.

die metallische Bindung

Wie bereits zuvor erwähnt, wird diese Art der Bindung zwischen Metallatomen gebildet. Seine wichtigste Eigenschaft ist das sogenannte „Leitungsband“, durch das sich die Valenzelektronen des Metalls frei von einer Seite zur anderen bewegen können. Diese Bewegungsfreiheit macht Metalle zu sehr guten elektrischen Leitern.

Verweise

Álvarez, DO (2021, 15. Juli). Chemische Bindung – Konzept, Bindungsarten und Beispiele . Konzept. https://concepto.de/enlace-quimico/

Atkins, P., & dePaula, J. (2008). Physikalische Chemie (8. ^Aufl .). Panamerikanischer medizinischer Leitartikel.

Braun, B. (2021). Chemie: The Central Science (11. ^Aufl .). Pearson Ausbildung.

Chang, R. (2008). Physikalische Chemie (3. ^Aufl .). McGraw Hill.

Chang, R., & Goldsby, K. (2013). Chemie (11. ^Aufl .). McGraw-Hill Interamericana de España SL

Pauling Elektronegativität. (2020, 15. August). Abgerufen von https://chem.libretexts.org/@go/page/1328

Valverde, M. (2021, 25. Mai). Wie entsteht Materie? Arten chemischer Bindungen, Beispiele und Eigenschaften . ZS Spanien. https://www.zschimmer-schwarz.es/como-se-forma-la-materia-tipos-de-enlaces-quimicos-ejemplos-y-caracteristicas/