Kovalent binding
Kovalente bindinger er kemiske bindinger mellem to ikke-metalatomer. Et eksempel er vand, hvor hydrogen (H) og oxygen (O) bindes sammen til (H2O). En fuld ydre skal har normalt otte elektroner, eller to i tilfælde af hydrogen eller helium. Valenceelektroner er de elektroner, der holdes forholdsvis løst i atomets ydre skal. Elektronskallenes struktur er bestemt af kvantemekanikken).
Antallet af elektroner i et atom bestemmes af antallet af protoner i atomet. Elektroner kredser om atomkerner, og de er som uklare banebaner omkring en atomkerne. Det første lag har op til to elektroner. De efterfølgende lag indeholder normalt op til otte. Kovalente bindinger dannes ved, at atomerne deler valenselektroner.
Hvis et atom f.eks. havde ni elektroner, ville de to første kredse meget tæt på kernen, mens de syv næste kredser lidt længere væk. De yderste syv elektroner er mindre fastholdt end de to inderste elektroner, fordi de er længere væk fra den positivt ladede kerne. Hvis dette atom kommer tæt på et andet atom med en løst fastholdt elektron i dets ydre skal, vil der blive en ny orbital ledig for den løst fastholdte elektron. Dette nye elektronorbital er bundet til begge atomkerner og har et lavere energiniveau end det oprindelige elektronorbital. Elektronen kan spontant springe til denne og udsende en foton med den overskydende energi. Nu har vi en elektron i kredsløb om begge atomer, hvilket resulterer i, at det atom, der har leveret elektronen, har en lille positiv nettoladning og det andet atom en lille negativ nettoladning. De to atomer holdes nu sammen af den elektromagnetiske tiltrækningskraft mellem positive og negative ladninger. Dette kaldes en kovalent binding. For at bryde denne binding skal der bruges den samme mængde energi, som blev frigivet, da den blev dannet.
Et vandmolekyle består af et oxygenatom og to hydrogenatomer, der holdes sammen af en kovalent binding. I dette tilfælde deler oxygenatomet en elektron med hvert hydrogenatom. Det betyder, at iltatomerne har en lille positiv nettoladning, og at hydrogenatomerne har en lille negativ nettoladning. Som følge heraf tiltrækkes ilt- og brintatomerne af hinanden på grund af den elektromagnetiske kraft. Derfor er vandmolekylet et polært molekyle: dets ladning er ikke jævnt fordelt.
Kovalente bindinger i vand (H2O)
Typer af kovalente bindinger
Atomorbitaler (undtagen s-orbitaler) danner forskellige typer af kovalente bindinger:
- Sigma (σ)-bindinger er de stærkeste kovalente bindinger. De har overlapning af orbitaler på to forskellige atomer med hovedet mod hinanden. En enkelt binding er normalt en σ-binding.
- Pi (π)-bindinger er svagere og skyldes lateralt overlap mellem p- (eller d-) orbitaler.
- En dobbeltbinding mellem to givne atomer har en σ- og en π-binding, og
- en tripelbinding har en σ- og to π-bindinger.
Kovalente bindinger er svagere end ioniske bindinger og har et lavere smeltepunkt. De er også generelt dårlige ledere af elektricitet og varme.
Bindingslængde
I kemi er bindingslængde et mål for størrelsen af en kovalent binding. Da molekyler er meget små, måles de i picometer, dvs. en milliontedel af en milliardtedel af en meter.
Molekylers kemi forklares hovedsagelig ved deres bindinger, og deres bindinger skyldes deres elektronstruktur.
Tegning af benzen. Bindingslængder og bindingsvinkler er vist.
Relaterede sider
- Valens
Spørgsmål og svar
Sp: Hvad er en kovalent binding?
A: En kovalent binding er en kemisk binding mellem to ikke-metalatomer, hvor atomerne deler valenselektroner. Dette skaber en elektronorbital, der er bundet til begge atomkerner og har et lavere energiniveau end den oprindelige elektronorbital. Som følge heraf har det atom, der har givet elektronen, en lille positiv nettoladning, og det andet atom har en lille negativ nettoladning, som holdes sammen af en elektromagnetisk tiltrækningskraft mellem positive og negative ladninger.
Sp: Hvor mange elektroner har et atom normalt i sin ydre skal?
Svar: Et atoms ydre skal indeholder normalt op til otte elektroner, eller to i tilfælde af brint eller helium.
Spørgsmål: Hvad bestemmer antallet af elektroner i et atom?
Svar: Antallet af elektroner i et atom bestemmes af antallet af protoner i atomet.
Spørgsmål: Hvordan dannes kovalente bindinger?
Svar: Kovalente bindinger dannes, når atomer kommer tæt på hinanden, og en løs elektron fra det ene atom hopper ind i en ny orbital, der er bundet til begge atomkerner med et lavere energiniveau end før. Dette resulterer i, at det ene atom har en lille positiv nettoladning og det andet en lille negativ nettoladning, hvilket skaber en elektromagnetisk tiltrækningskraft mellem dem.
Sp: Hvilken type molekyle er vand?
Svar: Vandmolekyler består af et oxygenatom og to hydrogenatomer, der holdes sammen af kovalente bindinger, hvilket gør det til et polært molekyle, fordi dets ladning ikke er jævnt fordelt.
Spørgsmål: Hvor kredser elektroner om atomkerner?
Svar: Elektroner kredser om atomkerner som uklare banebaner.
