LEGĂTURĂ COVALENTĂ NEPOLARĂ: CARACTERISTICI, FORMARE, TIPURI - CHIMIE - 2025

O legătură covalentă nonpolară este un tip de legătură chimică în care doi atomi care posedă electronegativități similare împart electroni pentru a forma o moleculă.

Acest tip de legătură se găsește într-un număr mare de compuși care au caracteristici diferite, fiind găsit între cei doi atomi de azot care formează specia gazoasă (N ₂ ) și între atomii de carbon și hidrogen care mențin molecula de gaz metan împreună. (CH ₄ ), de exemplu.

Legătură covalentă nonpolară a metanului. De CNX OpenStax, prin Wikimedia Commons

Este cunoscută ca electronegativitate proprietatea pe care o dețin elementele chimice care se referă la cât de mare sau mică este capacitatea acestor specii atomice de a atrage densitatea electronilor unul față de celălalt.

Polaritatea legăturilor covalente nepolare diferă în electronegativitatea atomilor cu mai puțin de 0,4 (așa cum este indicat de scala Pauling). Dacă ar fi mai mare de 0,4 și mai puțin de 1,7, ar fi o legătură covalentă polară, în timp ce dacă ar fi mai mare de 1,7 ar fi o legătură ionică.

Trebuie menționat că electronegativitatea atomilor le descrie doar pe cele care sunt implicate într-o legătură chimică, adică atunci când fac parte dintr-o moleculă.

Caracteristici generale ale legăturii covalente nonpolare

Termenul "nonpolar" caracterizează molecule sau legături care nu prezintă nicio polaritate. Când o moleculă este nepolară, aceasta poate însemna două lucruri:

-Atomi nu sunt legați de legături polare.

- Are legături de tip polar, dar acestea au fost orientate într-un mod atât de simetric încât fiecare anulează momentul dipolului celuilalt.

De Jacek FH, de la Wikimedia Commons

În același mod, există un număr mare de substanțe în care moleculele lor rămân legate între ele în structura compusului, fie în faza lichidă, gazoasă sau solidă.

Când se întâmplă acest lucru, se datorează, în mare parte, așa-numitelor forțe sau interacțiuni van der Waals, pe lângă condițiile de temperatură și presiune în care are loc reacția chimică.

Aceste tipuri de interacțiuni, care apar și în molecule polare, apar datorită mișcării particulelor subatomice, în principal electroni atunci când se mișcă între molecule.

Datorită acestui fenomen, în câteva momente, electronii se pot acumula la un capăt al speciei chimice, concentrându-se în zone specifice ale moleculei și oferindu-i un fel de încărcare parțială, generând anumiți dipoli și făcând moleculele să rămână destul de aproape unul de celălalt. unul la altul.

Polaritate și simetrie

Cu toate acestea, acest dipol mic nu se formează în compuși legați de legături covalente nepolare, deoarece diferența dintre electronegativitățile lor este practic zero sau complet zero.

În cazul moleculelor sau legăturilor alcătuite din doi atomi egali, adică atunci când electronegativitățile lor sunt identice, diferența dintre ei este zero.

În acest sens, legăturile sunt clasificate drept covalente nepolare atunci când diferența de electronegativități între cei doi atomi care alcătuiesc legătura este mai mică de 0,5.

Dimpotrivă, atunci când această scădere are ca rezultat o valoare între 0,5 și 1,9, aceasta este caracterizată drept covalent polar. Întrucât, atunci când această diferență are un număr mai mare de 1,9, aceasta este considerată cu siguranță o legătură sau un compus cu caracter polar.

Deci, acest tip de legături covalente se formează datorită împărțirii electronilor între doi atomi care renunță în mod egal la densitatea electronilor.

Din acest motiv, pe lângă natura atomilor implicați în această interacțiune, speciile moleculare care sunt legate de acest tip de legătură tind să fie destul de simetrice și, prin urmare, aceste legături sunt de obicei destul de puternice.

Cum se formează legătura covalentă nonpolară?

În general, legăturile covalente își au originea atunci când o pereche de atomi participă la împărțirea perechilor de electroni sau când distribuția densității electronilor este egală între ambele specii atomice.

Modelul Lewis descrie aceste uniuni ca fiind interacțiuni care au un dublu scop: cei doi electroni sunt împărțiți între perechea de atomi implicați și, în același timp, completează nivelul de energie cel mai extern (coajă de valență) al fiecăruia dintre ele, acordându-le stabilitate mai mare.

Deoarece acest tip de legătură se bazează pe diferența de electronegativități între atomii care o compun, este important să știm că elementele cu cea mai mare electronegativitate (sau mai multe electronegative) sunt cele care atrag electronii cel mai puternic unul față de celălalt.

Această proprietate are tendința de a crește în tabelul periodic în direcția stânga-dreapta și într-o direcție ascendentă (de jos în sus), astfel încât elementul considerat cel mai puțin electronegativ al tabelului periodic este franciul (aproximativ 0,7 ), iar cel cu cea mai mare electronegativitate este fluorul (aproximativ 4,0).

Aceste legături apar mai frecvent între doi atomi aparținând nemetalelor sau între un nemetal și un atom de natură metaloidă.

Comandă și energie

Din punct de vedere mai intern, în ceea ce privește interacțiunile energetice, se poate spune că o pereche de atomi se atrag între ei și formează o legătură dacă acest proces duce la o scădere a energiei sistemului.

De asemenea, atunci când condițiile date favorizează faptul că atomii care interacționează se atrag reciproc, ei se apropie și atunci când legătura este produsă sau formată; atâta timp cât această abordare și unirea ulterioară implică o configurație care are mai puțină energie decât aranjamentul inițial, în care atomii au fost separați.

Modul în care speciile atomice se combină pentru a forma molecule este descris de regula octetului, care a fost propusă de fizicianul chimist, originar american, Gilbert Newton Lewis.

Această faimoasă regulă afirmă în principal că un atom altul decât hidrogenul are tendința de a se lega până când este înconjurat de opt electroni în carcasa sa de valență.

Aceasta înseamnă că legătura covalentă are originea atunci când fiecărui atom îi lipsește suficienți electroni pentru a-și umple octetul, adică atunci când își împart electronii.

Pentru a obține stabilitatea în structura CO2, atomul de carbon trebuie să formeze două legături duble cu fiecare atom de oxigen, îndeplinind astfel regula octetului.

Această regulă are excepțiile sale, dar, în termeni generali, depinde de natura elementelor implicate în legătură.

Tipuri de elemente care formează legătura covalentă nepolară

Atunci când se formează o legătură covalentă nonpolară, doi atomi din același element sau elemente diferite pot fi unite prin împărțirea electronilor de la nivelurile lor de energie cele mai exterioare, care sunt cele disponibile pentru a forma legături.

Când are loc această uniune chimică, fiecare atom tinde să dobândească cea mai stabilă configurație electronică, care este cea care corespunde gazelor nobile. Așadar, fiecare atom „caută” în general să dobândească cea mai apropiată configurație de gaze nobile pe tabelul periodic, fie cu mai puțini sau mai mulți electroni decât configurația sa inițială.

Deci, când doi atomi ai aceluiași element se unesc pentru a forma o legătură covalentă nepolară, se datorează faptului că această uniune le oferă o configurație mai puțin energetică și, prin urmare, mai stabilă.

Cel mai simplu exemplu de acest tip este cel al gazului cu hidrogen (H ₂ ), deși alte exemple sunt gazele oxigen (O ₂ ) și azot (N ₂ ).

Doi atomi de hidrogen identici în care perechea de electroni se atrag în același mod, ceea ce duce la faptul că nu există polaritate în legătură.

Legături covalente nepolare ale diferiților atomi

O legătură non-polară poate fi, de asemenea, format între două elemente nemetalice sau un metaloid și un element nemetalic.

În primul caz, elementele nemetalice sunt alcătuite din cele care aparțin unui grup select din tabelul periodic, printre care se numără halogeni (iod, brom, clor, fluor), gaze nobile (radon, xenon, kripton , argon, neon, heliu) și alte câteva, cum ar fi sulf, fosfor, azot, oxigen, carbon, printre altele.

Un exemplu în acest sens este unirea atomilor de carbon și hidrogen, baza pentru majoritatea compușilor organici.

În al doilea caz, metaloidele sunt cele care au caracteristici intermediare între nemetalele și speciile aparținând metalelor din tabelul periodic. Printre acestea se numără: germaniu, bor, antimoniu, telur, siliciu, printre altele.

Exemple

Se poate spune că există două tipuri de legături covalente. Deși în practică acestea nu au nicio diferență între ele, acestea sunt:

-Când atomii identici formează o legătură.

-Când doi atomi diferiți se reunesc pentru a forma o moleculă.

Între atomi identici

În cazul legăturilor covalente nonpolare care apar între doi atomi identici, electronegativitatea fiecăruia nu contează cu adevărat, deoarece acestea vor fi întotdeauna exact aceleași, deci diferența de electronegativități va fi întotdeauna zero.

Acesta este cazul moleculelor gazoase precum hidrogen, oxigen, azot, fluor, clor, brom, iod.

Legătură covalentă nepolară a doi atomi de oxigen identici.

Între diferiți atomi

Dimpotrivă, atunci când sunt uniuni între diferiți atomi, trebuie luate în considerare electronegativitățile lor pentru a le clasifica drept nonpolare.

Acesta este cazul moleculei de metan, unde momentul dipolului format în fiecare legătură carbon-hidrogen este anulat din motive de simetrie. Aceasta înseamnă lipsa de separare a sarcinilor, astfel încât acestea nu pot interacționa cu molecule polare, cum ar fi apa, făcând aceste molecule și alte hidrocarburi polare hidrofobe.

Alte molecule nepolare sunt: tetraclorură de carbon (CCl ₄ ), pentan (C ₅ H ₁₂ ), etilen (C ₂ H ₄ ), dioxid de carbon (CO ₂ ), benzen (C ₆ H ₆ ) și toluen (C ₇ H ₈ ).

Legătură covalentă nepolară a dioxidului de carbon.

Referințe

1. Bettelheim, FA, Brown, WH, Campbell, MK, Farrell, SO și Torres, O. (2015). Introducere în general, biochimie organică. Recuperat din books.google.co.ve
2. LibreTexts. (Sf). Legaturi covalente. Preluat de la chem.libretexts.org
3. Brown, W., Foote, C., Iverson, B., Anslyn, E. (2008). Chimie organica. Recuperat din books.google.co.ve
4. ThoughtCo. (Sf). Exemple de molecule polare și nonpolare. Preluat de la thinkco.com
5. Joesten, MD, Hogg, JL și Castellion, ME (2006). Lumea chimiei: esențiale: esențiale. Recuperat din books.google.co.ve
6. Wikipedia. (Sf). Legătură covalentă. Preluat de pe en.wikipedia.org