Typowe przykłady związków kowalencyjnych

Istnieją dwie ogólne klasy związków chemicznych w przyrodzie. Niektóre pochodzą z różnych procesów biochemicznych, które dają początek życiu, i nazywane są związkami organicznymi. Pozostałe to substancje chemiczne powstające w dowolnym miejscu we wszechświecie bez udziału żywych istot, tworzące to, co znamy jako materię nieorganiczną. W obu przypadkach związki mogą być zarówno jonowe, jak i kowalencyjne.

W tym artykule przyjrzymy się kilku przykładom związków kowalencyjnych, sklasyfikowanych według ich pochodzenia i biegunowości.

Co to są związki kowalencyjne?

Związek jest substancją utworzoną przez połączenie dwóch lub więcej pierwiastków chemicznych, takich jak woda (H ₂ O), która składa się z wodoru i tlenu lub dwutlenek węgla (CO ₂ ), który składa się z węgla i tlenu . .

Niezależnie od tego, czy jest to związek organiczny, czy nieorganiczny, w zależności od rodzaju wiązania chemicznego, za pomocą którego atomy są połączone w związku, może to być związek jonowy lub kowalencyjny. Związki kowalencyjne to takie, w których wszystkie atomy składowe są połączone ze sobą wiązaniami kowalencyjnymi, to znaczy wiązaniami, w których elektrony walencyjne są wspólne dla połączonych atomów.

Ten rodzaj wiązania występuje, gdy związane atomy mają podobne elektroujemności, które nie różnią się od siebie o więcej niż 1,7 jednostki (w skali Paulinga).

Rodzaje związków kowalencyjnych

Związki kowalencyjne mogą być pochodzenia organicznego lub nieorganicznego. Ponadto, w zależności od tego, czy wiązania kowalencyjne są polarne czy niepolarne, oraz w zależności od geometrii cząsteczki, cząsteczki mogą być zarówno polarne, jak i niepolarne. Daje to łącznie cztery klasy kowalencyjnych związków chemicznych, którymi są:

• Niepolarne organiczne związki kowalencyjne
• Polarne organiczne związki kowalencyjne
• Niepolarne nieorganiczne związki kowalencyjne
• Polarne nieorganiczne związki kowalencyjne

Jakie pierwiastki łączą się, tworząc związki kowalencyjne?

Związki kowalencyjne powstają prawie wyłącznie między pierwiastkami znajdującymi się bardzo blisko układu okresowego pierwiastków, głównie między pierwiastkami niemetalicznymi (choć są pewne wyjątki). Przykładem tego są związki organiczne, które składają się z węgla i jednego lub kilku następujących pierwiastków: H, N, O, S, P i/lub niektórych halogenów. Różnica elektroujemności między tymi pierwiastkami jest zawsze wystarczająco niska, aby spowodować powstanie wiązań kowalencyjnych (polarnych lub niepolarnych), więc prawie wszystkie związki organiczne są kowalencyjne.

To samo dzieje się z wieloma związkami nieorganicznymi utworzonymi przez niemetale. Na przykład tlenki kwasowe (powstałe między tlenem a innym niemetalem) są tlenkami kowalencyjnymi, które zachowują wiązanie kowalencyjne OX nawet podczas reakcji z wodą lub metalem.

Związki utworzone przez połączenie metali nie są uważane za związki kowalencyjne, ponieważ w takim przypadku powstają metaliczne wiązania niekowalencyjne. Wreszcie, większość związków utworzonych między metalami i niemetalami to związki jonowe (na przykład tlenki jonowe, sole binarne lub halogenkowe i oksysole), a nie kowalencyjne. Istnieją jednak pewne wyjątki, ponieważ wiadomo, że kwaśne tlenki metali przejściowych, takich jak chrom, mangan, wolfram (i inne), są związkami kowalencyjnymi.

Poniżej zobaczymy 20 konkretnych przykładów każdego z tych typów związków kowalencyjnych.

Przykłady niepolarnych organicznych związków kowalencyjnych

1.- Metan (CH ₄ )

Jest to najprostszy związek organiczny. Ten węglowodór jest całkowicie niepolarnym związkiem kowalencyjnym ze względu na symetrię cząsteczki, w której wszystkie małe momenty dipolowe wiązań kowalencyjnych CH znoszą się.

2.- Cyklopropan (C ₃ H ₆ )

Kolejny przykład niepolarnego węglowodoru, w tym przypadku najprostszego możliwego cyklicznego alkanu.

3.- Benzen (C ₆ H ₆ )

Benzen jest aromatycznym węglowodorem. Jest to doskonale symetryczna i całkowicie niespolaryzowana cząsteczka płaska.

4.- Antracen (C ₁₀ H ₈ )

Podobnie jak benzen, antracen jest również niepolarnym kowalencyjnym związkiem aromatycznym. Jest to najprostszy wielopierścieniowy węglowodór aromatyczny ze wszystkich.

5.- p-Benzochinon (C ₆ H ₄ O ₂ )

p-benzochinon jest planarnym cyklicznym diketonem, w którym momenty dipolowe dwóch wiązań C=O znoszą się wzajemnie, ponieważ są skierowane w przeciwnych kierunkach. To czyni go przykładem związku kowalencyjnego, pomimo posiadania wiązań polarnych.

Przykłady polarnych organicznych związków kowalencyjnych

6.- o-Benzochinon (C ₆ H ₄ O ₂ )

W przeciwieństwie do powyższego przykładu, izomer orto benzochinonu nie ma grup karbonylowych (C=O) skierowanych w przeciwnych kierunkach, ale zamiast tego oba są skierowane w przybliżeniu w tym samym kierunku. Momenty dipolowe tych dwóch wiązań sumują się, dając początek polarnej cząsteczce organicznej.

7.- Etanol _{( CH3CH2OH} )

Etanol jest jednym z najczęściej stosowanych alkoholi w przemyśle. Jest drugim najprostszym alkoholem i jest polarnym organicznym związkiem kowalencyjnym dzięki polarności wiązań CO i OH.

8.- Metyloamina (CH ₃ NH ₂ )

Jest to najprostszy członek rodziny amin, rodziny związków organicznych pochodzących z amoniaku. Wiązania NH i CN są polarne. Co więcej, fakt, że azot ma geometrię trygonalnej piramidy, sprawia, że ​​cała cząsteczka jest polarna.

9.- Aceton (CH ₃ COCH ₃ )

Podobnie jak w przykładzie benzochinonu, aceton posiada grupę karbonylową zawierającą polarne wiązanie C=O, któremu nie przeciwdziała żaden inny moment dipolowy, co czyni keton polarnym organicznym związkiem kowalencyjnym.

10.- 1,1,1- trifluoroetan _{( CF3CH3} )

Fluor jest najbardziej elektroujemnym pierwiastkiem w układzie okresowym, co powoduje, że wiązanie CF jest silnie polarnym wiązaniem kowalencyjnym. Ze względu na czworościenny układ atomów wokół każdego węgla, trzy atomy fluoru w 1,1,1-trifluoroetanie wytwarzają moment dipolowy netto, który czyni tę cząsteczkę polarnym związkiem kowalencyjnym.

Przykłady niepolarnych nieorganicznych związków kowalencyjnych

11.- Dwutlenek węgla (CO ₂ )

Pomimo tego, że jest produktem oddychania komórkowego, dwutlenek węgla jest uważany za związek nieorganiczny. Ten gaz ma dwa identyczne polarne wiązania kowalencyjne skierowane w przeciwnych kierunkach, więc cząsteczka jako całość jest niepolarna.

12.- Boran (BH ₃ )

Boran to płaski związek o trygonalnej płaskiej geometrii, w której wodory wskazują na rogi trójkąta równobocznego. To anuluje wszystkie momenty dipolowe trzech wiązań BH, dając początek niepolarnemu kowalencyjnemu związkowi.

13.- Tetratlenek diazotu (N ₂ O ₄ )

Wiązanie NO jest słabo spolaryzowanym wiązaniem kowalencyjnym, a wiązanie NN jest w pełni niespolaryzowanym wiązaniem kowalencyjnym, co czyni N ₂ O ₄ przykładem związku kowalencyjnego. Dodatkowo, podobnie jak w innych przypadkach, symetria cząsteczki znosi momenty dipolowe, zamieniając ją w związek niepolarny. Podobnie jak wszystkie tlenki azotu, tetratlenek diazotu jest związkiem nieorganicznym.

14.- Sześciofluorek siarki (SF ₆ )

Jest to kolejny przykład związku kowalencyjnego, który ma spolaryzowane wiązania kowalencyjne, ale ze względu na swoją dużą symetrię (w tym przypadku ośmiościenny) daje w wyniku cząsteczkę niepolarną.

15.- Dwusiarczek węgla (CS ₂ )

Jest to związek bardzo podobny do dwutlenku węgla i ma te same właściwości, co stanowi kolejny przykład niepolarnego kowalencyjnego związku nieorganicznego.

Przykłady polarnych nieorganicznych związków kowalencyjnych

16.- Woda ( _H2O )

Woda jest jednym z najbardziej rozpowszechnionych związków chemicznych na planecie Ziemia. Zajmuje dwie trzecie powierzchni ziemi i jest podstawą życia. Jednak woda jest uważana za związek nieorganiczny. Wiązanie OH jest silnie spolaryzowanym wiązaniem kowalencyjnym, a cząsteczka ma geometrię kątową, co czyni wodę cząsteczką polarną.

17.- Tlenek węgla (CO)

Ten trujący gaz, który powstaje jako produkt uboczny niecałkowitego spalania związków organicznych, ma polarne kowalencyjne wiązanie potrójne między węglem a tlenem. Jest to jeden z najprostszych przykładów polarnych nieorganicznych związków kowalencyjnych.

18.- Siarkowodór ( _H2S )

Jest to związek o właściwościach strukturalnych bardzo podobnych do wody, ponieważ siarka jest częścią grupy tlenu w układzie okresowym. Jest to zatem polarny związek kowalencyjny.

19.- Tlenek azotu (NO)

Z tych samych powodów, dla których tlenek węgla jest polarnym związkiem kowalencyjnym, tlenek azotu też nim jest. Jest również substancją niebezpiecznie reaktywną, ponieważ jest wolnym rodnikiem.

20.- Amoniak (NH ₃ )

Amoniak stanowi podstawę amin, ale jest uważany za związek nieorganiczny. Podobnie jak w przykładzie z metyloaminą, azot w amoniaku ma geometrię piramidy trygonalnej, więc wszystkie momenty dipolowe mają składową skierowaną w tym samym kierunku, co daje cząsteczce moment dipolowy netto.

Bibliografia

Chang, R. i Goldsby, K. (2013). Chemia (wyd. 11). McGraw-Hill Interamericana de España SL

zajęcia Nesthora. (2019, 12 maja). Tlenki kowalencyjne część pierwsza . Youtube. https://www.youtube.com/watch?v=uSyhAXTiGl0

Pojęcie. (nd). Wiązanie kowalencyjne – pojęcie, rodzaje i przykłady . koncepcja. https://concepto.de/enlace-covalente/

Wyróżnik. (2020, 23 października). Różnica między związkiem organicznym a związkiem nieorganicznym . https://www.diferenciador.com/compuestos-organicos-e-inorganicos/

ecuczerwony. (2014, kwiecień). Związki nieorganiczne – EcuRed . https://www.ecured.cu/Compuestos_inorg%C3%A1nicos

Związki nieorganiczne . (nd). Fiszki. https://www.cliffsnotes.com/study-guides/anatomy-and-physiology/anatomy-and-chemistry-basics/inorganic-compounds

rdza | związek chemiczny . (2020, 27 czerwca). delphipages. https://delphipages.live/ciencias/quimica/oxide

Velasquez, J. (2020, 3 lipca). 12 Przykłady związków kowalencyjnych . Klasyfikacja. https://www.clasificacionde.org/ejemplos-de-compuestos-covalentes/