PROPRIETĂȚILE COMPUȘILOR COVALENȚI (CU EXEMPLE) - CHIMIE - 2025

De Proprietățile compușilor covalente se bazează pe mai mulți factori , care depind în mod esențial de structurile moleculare. Pentru început, legătura covalentă trebuie să se alăture atomilor dvs. și nu poate exista sarcini electrice; altfel, s-ar vorbi despre compuși ionici sau de coordonare.

În natură, există prea multe excepții în care linia de divizare între cele trei tipuri de compuși devine estompată; mai ales atunci când se iau în considerare macromolecule, capabile să cuprindă atât regiuni covalente cât și ionice. Dar, în general, compușii covalenți creează unități sau molecule simple, individuale.

Coasta unei plaje, unul dintre infinitele exemple de surse de compuși covalenți și ionici. Sursa: Pexels.

Gazele care compun atmosfera și briza care lovește coastele plajei nu sunt altceva decât multiple molecule care respectă o compoziție constantă. Oxigenul, azotul, dioxidul de carbon sunt molecule discrete cu legături covalente și sunt implicate intim cu viața planetei.

Și pe partea marină, molecula de apă, OHO, este exemplul chintesențial al unui compus covalent. Pe coastă, se poate observa deasupra nisipurilor, care sunt un amestec complex de oxizi de siliciu erodat. Apa este lichidă la temperatura camerei, iar această proprietate va fi importantă pentru a ține cont de alți compuși.

Legătură covalentă

În introducere a fost menționat că gazele menționate au legături covalente. Dacă aruncați o privire asupra structurilor lor moleculare, veți vedea că legăturile lor sunt duble și triple: O = O, N≡N și O = C = O. În schimb, alte gaze au legături unice: HH, Cl-Cl, FF și CH ₄ (patru legături CH cu geometrie tetraedrică).

O caracteristică a acestor legături și, în consecință, a compușilor covalenți este că sunt forțe direcționale; trece de la un atom la altul, iar electronii săi, dacă nu există rezonanță, sunt localizați. În timp ce în compuși ionici, interacțiunile dintre doi ioni nu sunt direcționali: atrag și resping alte ioni învecinate.

Aceasta implică consecințe imediate asupra proprietăților compușilor covalenți. Dar, în ceea ce privește legăturile sale, este posibil, atât timp cât nu există sarcini ionice, să afirme că un compus cu legături simple, duble sau triple este covalent; și chiar mai mult, atunci când acestea sunt structuri de tip lanț, care se găsesc în hidrocarburi și polimeri.

Unii compuși covalenți se leagă în legături multiple, ca și cum ar fi lanțuri. Sursa: Pexels.

Dacă nu există sarcini ionice în aceste lanțuri, ca în polimerul Teflon, se spune că sunt compuși covalenți puri (în sens chimic și nu compozițional).

Independență moleculară

Deoarece legăturile covalente sunt forțe direcționale, ele sfârșesc întotdeauna prin definirea unei structuri discrete, mai degrabă decât a unei aranjări tridimensionale (așa cum se întâmplă cu structurile și zăbrele cristaline). Se pot aștepta molecule mici, medii, inelare, cubice sau cu orice alt tip de structură de la compuși covalenți.

Printre moleculele mici, de exemplu, sunt cele de gaze, apă și alți compuși , cum ar fi: I ₂ , Br ₂ , P ₄ , S ₈ (cu o coroană ca structura), Ca ₂ , și polimeri de silicon și carbon.

Fiecare dintre ei are propria structură, independent de legăturile vecinilor. Pentru a sublinia acest lucru, luați în considerare alotropul carbonului, fullerenului, C ₆₀ :

Fullerenes, unul dintre cele mai interesante alotrope de cărbune. Sursa: Pixabay.

Rețineți că are o formă de minge de fotbal. Deși bilele pot interacționa între ele, legăturile lor covalente sunt cele care au definit această structură simbolică; adică nu există o rețea condensată de bile cristaline, ci separate (sau compactate).

Cu toate acestea, moleculele din viața reală nu sunt singure: interacționează între ele pentru a stabili un gaz vizibil, lichid sau solid.

Forte intermoleculare

Forțele intermoleculare care mențin moleculele individuale împreună depind foarte mult de structura lor.

Compușii covalenți nepolari (cum ar fi gazele) interacționează prin anumite tipuri de forțe (dispersie sau Londra), în timp ce compușii pola covalenți (cum ar fi apa) interacționează cu alte tipuri de forțe (dipol-dipol). Toate aceste interacțiuni au un lucru în comun: sunt direcționale, la fel ca legăturile covalente.

De exemplu, moleculele de apă interacționează prin legături de hidrogen, un tip special de forțe dipol-dipol. Acestea sunt poziționate astfel încât atomii de hidrogen să indice spre atomul de oxigen al unei molecule vecine: H ₂ O - H ₂ O. Și, prin urmare, aceste interacțiuni prezintă o direcție specifică în spațiu.

Deoarece forțele intermoleculare ale compușilor covalenți sunt pur direcționale, înseamnă că moleculele lor nu se pot coala la fel de eficient ca compușii ionici; și rezultatul, punctele de fierbere și de topire care tind să fie scăzute (T <300 ° C).

În consecință, compușii covalenți la temperatura camerei sunt de obicei solide gazoase, lichide sau moi, deoarece legăturile lor se pot roti, dând flexibilitate moleculelor.

Solubilitate

Solubilitatea compușilor covalenți va depinde de afinitatea solut-solvent. Dacă sunt apolare, acestea vor fi solubile în solvenți apolari, cum ar fi diclorometan, cloroform, toluen și tetrahidrofuran (THF); dacă sunt polare, vor fi solubile în solvenți polari, cum ar fi alcooli, apă, acid acetic glacial, amoniac etc.

Cu toate acestea, dincolo de o astfel de afinitate solut-solvent, există o constantă în ambele cazuri: moleculele covalente nu-și rup (cu anumite excepții) legăturile lor și nu le dezintegrează atomii. Sărurile, de exemplu, își distrug identitatea chimică atunci când se dizolvă, rezolvând ionii separat.

conductibilitate

Fiind neutre, ele nu oferă un mediu adecvat pentru migrarea electronilor și, prin urmare, sunt conductoare slabe de electricitate. Totuși, unii compuși covalenți, cum ar fi halogenurile de hidrogen (HF, HCl, HBr, HI) își despart legătura pentru a da naștere ionilor (H ⁺ : F ^- , Cl ^- , Br ^- …) și devin acizi (hidracide).

De asemenea, sunt conducători de căldură săraci. Acest lucru se datorează faptului că forțele lor intermoleculare și vibrațiile legăturilor lor absorb o parte din căldura furnizată înainte ca moleculele lor să crească în energie.

cristale

Compușii covalenți, atât timp cât le permit forțele intermoleculare, pot fi aranjați astfel încât să creeze un model structural; și astfel, un cristal covalent, fără sarcini ionice. Astfel, în loc de o rețea de ioni există o rețea de molecule sau atomi legați covalent.

Exemple de aceste cristale sunt: ​​zaharuri în general, iod, ADN, oxizi de silice, diamante, acid salicilic, printre altele. Cu excepția diamantului, aceste cristale covalente au puncte de topire mult mai mici decât cele ale cristalelor ionice; adică sărurile anorganice și organice.

Aceste cristale contrazic proprietatea că solidele covalente tind să fie moi.

Referințe

1. Whitten, Davis, Peck și Stanley. (2008). Chimie. (Ediția a VIII-a). CENGAGE Învățare.
2. Leenhouts, Doug. (13 martie 2018). Caracteristicile compușilor ionici și covalenți. Sciencing. Recuperat de la: știința.com
3. Toppr. (Sf). Compuși covalenți. Recuperat de la: toppr.com
4. Helmenstine, Anne Marie, doctorat. (05 decembrie 2018). Proprietăți compuse covalente sau moleculare. Recuperat de la: thinkco.com
5. Wyman Elizabeth. (2019). Compuși covalenți. Studiu. Recuperat din: studiu.com
6. Ophardt C. (2003). Compuși covalenți. Chembook virtual. Recuperat din: chimie.elmhurst.edu
7. Dr. Gergens. (Sf). Chimie organică: chimia compușilor cu carbon. . Recuperat din: acasă.sdmesa.edu
8. Quimitube. (2012). Proprietățile substanțelor covalente moleculare. Recuperat de la: quimitube.com