Ομοιοπολικός Δεσμός

Ο ομοιοπολικός δεσμός είναι ένας χημικός δεσμός στον οποίο τα άτομα μοιράζονται ένα ή περισσότερα ζεύγη ηλεκτρονίων. Στην εισαγωγική χημεία, αυτό συμβαίνει συνήθως μεταξύ ατόμων αμετάλλων και εξηγεί πολλά κοινά μόρια όπως τα $\text{H}_2$, $\text{O}_2$, $\text{H}_2\text{O}$ και $\text{CO}_2$.

Αν θυμάσαι μόνο μία ιδέα, θυμήσου αυτή: ο ομοιοπολικός δεσμός αφορά το μοίρασμα ηλεκτρονίων, όχι την πλήρη μεταφορά τους από το ένα άτομο στο άλλο.

Γιατί Σχηματίζονται Οι Ομοιοπολικοί Δεσμοί

Τα άτομα συχνά συνδέονται επειδή η δεσμευμένη διάταξη έχει χαμηλότερη ενέργεια από ό,τι τα ίδια άτομα όταν είναι χωριστά. Σε πολλές εισαγωγικές περιπτώσεις, το μοίρασμα ηλεκτρονίων επιτρέπει σε κάθε άτομο να συμπληρώσει πιο πλήρως τη στιβάδα σθένους του.

Για πολλά άτομα των κύριων ομάδων, αυτό περιγράφεται με τον κανόνα της οκτάδας. Αυτός ο κανόνας είναι χρήσιμος, αλλά είναι ένα πρότυπο και όχι νόμος. Το υδρογόνο είναι μια συνηθισμένη εξαίρεση, επειδή συνήθως είναι σταθερό με $2$ ηλεκτρόνια και όχι με $8$.

Τι Σημαίνει Το Μοίρασμα Ηλεκτρονίων

Σε έναν ομοιοπολικό δεσμό, τα ηλεκτρόνια έλκονται και από τους δύο πυρήνες. Αυτή η κοινή έλξη κρατά τα άτομα ενωμένα.

Το μοίρασμα δεν χρειάζεται να είναι ίσο. Αν ένα άτομο έλκει τα κοινά ηλεκτρόνια πιο ισχυρά, ο δεσμός παραμένει ομοιοπολικός, αλλά είναι πολικός ομοιοπολικός δεσμός και όχι μη πολικός.

Λυμένο Παράδειγμα: Πώς Σχηματίζεται Το $\text{H}_2$

Δύο άτομα υδρογόνου μπορούν να σχηματίσουν το $\text{H}_2$. Κάθε άτομο υδρογόνου ξεκινά με ένα ηλεκτρόνιο και είναι πιο σταθερό με $2$ ηλεκτρόνια στην πρώτη του στιβάδα.

Όταν τα δύο άτομα μοιράζονται ένα ζεύγος ηλεκτρονίων, κάθε άτομο υδρογόνου ουσιαστικά υπολογίζει αυτό το κοινό ζεύγος στη εξωτερική του στιβάδα. Έτσι, κάθε άτομο αποκτά το σταθερό δυάδιο που χρειάζεται.

Συχνά αυτό παριστάνεται ως:

$$\text{H} \cdot + \cdot \text{H} \rightarrow \text{H}:\text{H}$$

Οι δύο τελείες στην τελική δομή παριστάνουν ένα κοινό ζεύγος ηλεκτρονίων, δηλαδή έναν απλό ομοιοπολικό δεσμό.

Αυτό είναι το απλούστερο παράδειγμα ομοιοπολικού δεσμού, επειδή το υδρογόνο δεν χρειάζεται οκτάδα. Χρειάζεται μόνο δυάδιο, οπότε ένα κοινό ζεύγος αρκεί.

Απλοί, Διπλοί Και Τριπλοί Ομοιοπολικοί Δεσμοί

Ένας απλός δεσμός έχει ένα κοινό ζεύγος ηλεκτρονίων. Ένας διπλός δεσμός έχει δύο κοινά ζεύγη. Ένας τριπλός δεσμός έχει τρία κοινά ζεύγη.

Περισσότερα κοινά ζεύγη συνήθως σημαίνουν μικρότερο και ισχυρότερο δεσμό, όταν συγκρίνεις τα ίδια δύο άτομα σε παρόμοια μόρια. Αυτή η σύγκριση πρέπει να γίνεται προσεκτικά, επειδή η ισχύς του δεσμού εξαρτάται και από το ποια άτομα συμμετέχουν.

Συνηθισμένα Λάθη Στους Ομοιοπολικούς Δεσμούς

Σύγχυση Του Μοιράσματος Με Το Ίσο Μοίρασμα

Δεν μοιράζονται όλοι οι ομοιοπολικοί δεσμοί τα ηλεκτρόνια εξίσου. Το ίσο μοίρασμα είναι πιο κοντά στη μη πολική περίπτωση. Το άνισο μοίρασμα δημιουργεί μερικά φορτία και πολικότητα δεσμού.

Αντιμετώπιση Του Κανόνα Της Οκτάδας Ως Καθολικού

Ο κανόνας της οκτάδας είναι ένα καλό αρχικό μοντέλο για πολλά μόρια, αλλά όχι για όλα. Το υδρογόνο ακολουθεί τον κανόνα του δυαδίου, και ορισμένα άτομα μπορούν να σχηματίσουν σταθερά μόρια που δεν ταιριάζουν σε μια απλή εικόνα οκτάδας.

Σύγχυση Μεταξύ Ομοιοπολικού Και Ιοντικού Δεσμού

Στον ιοντικό δεσμό, τα ηλεκτρόνια μεταφέρονται σε βαθμό που σχηματίζονται αντίθετα φορτισμένα ιόντα. Στον ομοιοπολικό δεσμό, η βασική εικόνα είναι η κοινή ηλεκτρονιακή πυκνότητα ανάμεσα στα άτομα.

Πού Χρησιμοποιούνται Οι Ομοιοπολικοί Δεσμοί

Οι ομοιοπολικοί δεσμοί είναι οι βασικές συνδέσεις σε πολλές γνώριμες ουσίες, όπως το νερό, το οξυγόνο, το διοξείδιο του άνθρακα, τα σάκχαρα, οι πρωτεΐνες, τα πλαστικά και το DNA. Είναι ιδιαίτερα σημαντικοί στην οργανική χημεία, επειδή ο άνθρακας σχηματίζει ομοιοπολικούς δεσμούς με πολλά στοιχεία και μπορεί να δημιουργεί σταθερές αλυσίδες και δακτυλίους.

Αν θέλεις να προβλέψεις το σχήμα ενός μορίου, την πολικότητα ή τη δραστικότητά του, η κατανόηση του ομοιοπολικού δεσμού είναι συνήθως το πρώτο βήμα.

Δοκίμασε Ένα Παρόμοιο Παράδειγμα

Δοκίμασε τη δική σου εκδοχή με $\text{Cl}_2$ ή $\text{O}_2$ και κάνε πρώτα μία ερώτηση: πόσα ηλεκτρόνια χρειάζεται κάθε άτομο για μια πιο σταθερή εξωτερική στιβάδα; Έπειτα μέτρησε πόσα ζεύγη πρέπει να μοιραστούν. Αν θέλεις να προχωρήσεις περισσότερο, μελέτησε στη συνέχεια τις δομές Lewis, γιατί κάνουν τους ομοιοπολικούς δεσμούς πολύ πιο εύκολους να οπτικοποιηθούν.