Definiția Legăturii Covalente

O legătură covalentă este un tip de legătură chimică în care doi atomi ai acelorași elemente sau elemente diferite împărtășesc una sau mai multe perechi de electroni de valență pentru a-și completa octeții respectivi. Acest tip de legătură este cel care apare cel mai frecvent printre elementele nemetalice, dar în unele cazuri implică și unele metale de tranziție și metaloizi.

Legăturile covalente sunt tipul de legătură sau legătură chimică care ține împreună toți atomii care alcătuiesc molecule precum apa, dioxidul de carbon și glucoza, sau solidele moleculare precum grafitul și diamantul, pentru a numi câteva. Pe de altă parte, legăturile covalente sunt tipul de legătură prin excelență prezent în compușii organici care fac posibilă viața, în special în proteine, aminoacizi, grăsimi și trigliceride, carbohidrați etc.

Conceptul de legătură covalentă este ușor de reținut dacă luăm în considerare cuvântul covalent așa cum este format din cuvintele „share” și „valență”, indicând faptul că acest tip de legătură implică aproape exclusiv electronii aflați în orbitalii învelișului de valență ai elementelor . .

Legătura covalentă este tipul opus de legătură legăturii ionice, în care în loc să împartă electroni, unul dintre atomi îndepărtează electronii de la celălalt, primul dobândind o sarcină electrică negativă, în timp ce al doilea rămâne încărcat pozitiv. Aceste specii sunt numite ioni (anionii primii și cationii cei din urmă) și sunt ținute împreună prin atracția electrostatică care are loc între ionii cu sarcini opuse.

Caracteristicile legăturilor covalente

Legăturile covalente au câteva caracteristici care le deosebesc clar de legăturile ionice și metalice. Unele dintre acestea sunt:

• Ele se formează în principal între elemente nemetalice sau între elemente care au electronegativități relativ similare. O diferență de electronegativitate egală sau mai mică de 1,7 a fost aleasă în mod arbitrar pentru a defini o legătură ca covalentă.
• Legăturile covalente sunt, în medie, mai slabe decât legăturile ionice . Energia necesară pentru a rupe un mol dintr-o legătură covalentă tipică este de obicei în intervalul 150 până la 400 kJ/mol, în timp ce pentru legarea ionică, este nevoie de obicei între 600 și 4.000 kJ/mol și mai mult.
• Ele dau naștere la compuși moleculari , care au, în general, puncte de topire și de fierbere mult mai mici decât compușii ionici (cu excepția solidelor moleculare precum grafitul și diamantul ale căror puncte de topire sunt foarte mari).
• Ele sunt direcționale , ceea ce înseamnă că, în atomii care formează mai multe legături covalente, acestea sunt orientate preferabil în anumite direcții, dând naștere unor geometrii moleculare caracteristice pentru fiecare substanță moleculară. De exemplu, în cazul amoniacului (NH ₃ ), cele trei legături covalente cu hidrogen sunt orientate de-a lungul marginilor unei piramide trigonale, în timp ce în boran (BH 3 ₎ , cele trei legături formează un triunghi echilateral, dând naștere la o geometrie plană trigonală.
• Legăturile covalente sunt mai scurte decât legăturile ionice . În timp ce în majoritatea compușilor ionici nucleele sunt între 160 și 370 pm unul de celălalt, în cazul compușilor covalenti această distanță este între aproximativ 80 și 200 pm pentru marea majoritate a legăturilor covalente simple, cu doar câteva excepții care se apropie de 260 pm. .
• Lungimea legăturii scade odată cu ordinea legăturilor , ceea ce înseamnă că, pentru aceeași pereche de atomi, legătura devine mai scurtă pe măsură ce sunt împărțiți mai mulți electroni.

Tipuri de legături covalente

Legăturile covalente sunt foarte frecvente și sunt, de asemenea, foarte variate, putând fi clasificate după diferite criterii. Cele mai importante criterii pentru clasificarea legăturilor covalente și tipurile de legături incluse în fiecare dintre ele sunt prezentate mai jos.

Tipuri de legături covalente în funcție de diferența de electronegativitate

Diferența de electronegativitate determină cât de egal sunt împărțiți electronii atunci când se formează o legătură covalentă. Pe baza acestui criteriu, putem distinge două tipuri de legături covalente:

legături covalente polare

Ele se formează atunci când două elemente a căror diferență de electronegativități este între 0,4 și 1,7 sunt unite (aceste intervale sunt oarecum arbitrare). În acest tip de legături, electronii nu sunt împărțiți în mod egal, deoarece atomul mai electronegativ reține norul de electroni în jurul său mai mult timp decât cel mai puțin electronegativ, dobândind o sarcină negativă parțială, în timp ce cel mai puțin electronegativ capătă o sarcină parțială pozitivă.

Această separare a sarcinilor se numește dipol electric și este motivul pentru care acest tip de legătură se numește legătură polară. Separarea sarcinii este măsurată prin momentul dipol al legăturii. Compușii care posedă legături polare pot fi sau nu molecule polare, în funcție de dacă însumarea vectorială a tuturor momentelor dipolului dă un moment dipol net rezultat.

legături covalente nepolare

Sunt legăturile covalente care se formează între atomi care au o diferență de electronegativități mai mică de 0,4. În acest tip de legătură se presupune că nu se formează un dipol, deci se spune că legătura este nepolară.

Unii oameni recunosc o subclasă de legături covalente nepolare pe care o numesc o legătură covalentă pură, care apare atunci când doi atomi exact ai aceluiași element sunt legați covalent (în afară de a fi același element, ambii atomi trebuie să posede și aceeași hibridizare) . Aceasta este legătura covalentă perfectă în care electronii sunt împărțiți în mod egal și putem spune cu siguranță că momentul dipolului este zero.

Tipuri de legături covalente în funcție de suprapunerea orbitalilor atomici (Teoria legăturii de valență)

Teoria legăturii de valență stabilește că, pentru a se forma legătura covalentă, orbitalii atomici de valență ai celor doi atomi legați trebuie să se suprapună, altfel nu vor putea împărți electronii. Conform acestei teorii, există două moduri în care acești orbitali se pot suprapune, dând naștere la două tipuri de legături covalente:

legături σ (sigma).

Legătura sigma este formată prin suprapunerea frontală a lobilor orbitali atomici, motiv pentru care această legătură se formează de-a lungul liniei care unește cei doi nuclei. Doi atomi legați pot forma o legătură σ între ei doar din cauza restricțiilor legate de orientările orbitalilor atomici, deoarece dacă unul dintre orbitali este îndreptat într-o direcție, ceilalți orbitali din învelișul de valență trebuie neapărat să îndrepte într-o direcție diferită.

legături π (pi).

Sunt cele formate prin suprapunerea laterală a orbitalilor atomici, în general orbitali atomici puri de tip po d. Aceste legături se formează numai atunci când doi atomi împărtășesc mai mult de o pereche de electroni, putând forma mai mult de o legătură pi.

Electronii care sunt împărțiți în legăturile pi sunt localizați deasupra și dedesubt sau pe părțile laterale ale liniei care unește cele două nuclee, dar nu trec niciodată prin acea linie.

Tipuri de legături covalente în funcție de ordinea legăturilor sau de numărul de perechi de electroni partajați

După cum am menționat anterior, într-o legătură covalentă, doi atomi pot împărtăși una sau mai multe perechi de electroni. Acest număr de perechi de electroni partajați este cunoscut sub denumirea de ordine de legătură. Pe baza acestei ordini de legături, legăturile covalente pot fi clasificate astfel:

legătură covalentă simplă

Apare atunci când doi atomi împart doar o pereche de electroni. Legăturile covalente simple sunt întotdeauna legături σ.

dubla legatura covalenta

Este legătura covalentă în care sunt împărțite două perechi de electroni. Una dintre perechile de electroni formează o legătură σ între cele două nuclee, în timp ce a doua pereche formează o legătură π. Este important de înțeles că, deși se numește o legătură dublă și este considerată ca fiind formată dintr-o legătură σ și o legătură π, legătura dublă este de fapt o legătură simplă.

legătură covalentă triplă

Se formează atunci când doi atomi împărtășesc trei perechi de electroni. În acest caz, legătura este formată dintr-o legătură σ și două legături π. Cu toate acestea, aceste două legături π formează un cilindru gol în care cei patru electroni π se întâlnesc în timp ce cei doi electroni σ se întâlnesc în mijloc.

Alte tipuri speciale de legături covalente

Legături covalente dative sau coordonate

În majoritatea legăturilor covalente, ambii atomi legați contribuie cu un electron pentru a forma fiecare pereche de electroni de legătură. Cu toate acestea, există un anumit tip de legătură covalentă care este destul de comună și se formează ca o consecință a unei reacții acido-baze Lewis.

În aceste cazuri, doar unul dintre cei doi atomi contribuie cu perechea de electroni pentru a forma legătura covalentă. Acest tip special de legătură se numește legătură dativă (din motive evidente, deoarece doar unul dintre atomi dă sau contribuie cu electronii necesari pentru legătură) sau coordonată. Acesta este tipul de legătură covalentă care caracterizează compușii de coordonare.

Legături covalente a trei nuclee sau trei centre

În unele molecule speciale, se pot forma legături covalente în care aceeași pereche de electroni este împărțită între mai mult de doi atomi. Acesta este cazul cationilor alil în care o legătură covalentă dublă este conjugată cu un carbocation vicinal, formând o legătură π care cuprinde toți cei trei atomi permițând celor doi electroni π să se miște liber de la un capăt la celălalt al legăturii. Aceasta se numește relocare.

Exemple de legături covalente comune

Câteva exemple de legături covalente sunt:

• C–H
• C–C
• C–N
• N–N
• N=N
• C=N
• C–O
• C=O
• SAU = SAU
• OH
• Br–Br
• C–F
• C ≡ C
• N ≡ N
• C ≡ N

Referințe

Definitia. (nd). Definiţia covalent . https://definicion.de/covalente/

Fernandes, AZ (2021, 10 mai). Legătura covalentă: caracteristici și tipuri (cu exemple) . Tot Materia. https://www.todamateria.com/enlace-covalente/

Jhoanell, J. (2021, 18 noiembrie). Legătura covalentă . ConceptABC. https://conceptoabc.com/enlace-covalente/

Libretexte. (2020, 30 octombrie). 7.5: Puterea legăturii ionice și covalente . Spaniolă LibreTexte. https://espanol.libretexts.org/Quimica/Libro%3A_Quimica_General_(OpenSTAX)/07%3A_Enlace_Quimico_y_Geometria_Molecular/7.5%3A_Fortaleza_de_los_enlaces_ionicos_y_covalentes

Martín, M. (2020, 17 martie). Când vorbim despre legături covalente ne referim la un anumit tip de . Caracteristici. https://www.caracteristicas.pro/enlaces-covalentes/

Înțelesuri. (2020, 15 decembrie). Legătura covalentă . https://www.significados.com/enlace-covalente/