Η ΧΗΜΕΙΑ ΠΕΡΙΓΡΑΦΕΙ ΤΗΝ ΥΛΗ ΜΕΣΑ ΑΠΟ ΤΗΝ ΚΛΑΣΣΙΚΗ ΦΥΣΙΚΗ .2. Άτομα , ιόντα και ηλεκτρόνια σχηματίζουν πιο σύνθετα σχήματα όπως τα μόρια με ομοιοπολικούς ή τα πλέγματα με ιοντικούς δεσμούς

( Πρόκειται για τα εξωτερικά ηεκτρόνια του ατόμου (ηλεκτρονιακός φλοιός) .

 Τέτοια ηλεκτρόνια υπό ορισμένες προύποθέσεις μπορεί να  προέλθουν από δύο άτομα, σχηματίζουν ένα, δύο ή περισσότερα κοινά   ζευγάρια ηλεκτρονίων .

Το ζευγάρι των κοινών ηλεκτρονίων απλώνεται περιβάλλοντας και τα δύο άτομα από τα οποία προέρχεται και βέβαια τα κοινά ηλεκτρόνια, 

  κρατούν τα άτομα από τα οποία προέρχονται μαζί. Επομένως το  κοινό ζεύγος  για τα δύο άτομα και είναι δεσμευτικό (ζεύγος ηλεκτρονίων δεσμού) και επίσης 

 με ποιον τρόπο, εξασφαλίζεται η σταθερή απόσταση μεταξύ τους, πως δηλαδή,   τα άτομα που σχηματίζουν μεταξύ τους ομοιοπολικούς δεσμούς,α παραμένουν κοντά .

 Αυτό επιτυγχάνεται με την ισορρόπηση των ελκτικών και των απωστικών δυνάμεων που αναπτύσσονται: Αυτές είναι αφ ενός,  οι απωστικές δυνάμεις μεταξύ των θετικών πυρήνων των δύο ατόμων οι οποίες μεγαλώνουν όσο τα άτομα που συνδέονται, πλησιάζουν και οι αλληλοεπιδράσεις ανταλλαγής που εμφανίζονται σε ένα σύστημα όταν  αλληλεπίδρούν πανομοιότυπα σωματίδια του συστήματος  (εδώ τα ηλεκτρόνια αλληλοεπιδρούν μεταξύ τους) .

Αυτές οι αλληλοεπιδράσεις ανταλλαγής δίνουν και την πιθανή ερμηνεία για την δημιουργία δεσμού με μετακίνηση ηλεκτρονίων εφόσον υπάρχει κανόνας που λέει ότι, σε ένα σύστημα σωματιδίων, η μετακίνηση σωματιδίων εντός του συστήματος αυτού μεταβάλει την ολική ενέργεια του συστήματος. Αυτό βέβαια αποτελεί κίνητρο για την δημιουργία ή όχι του ομοιοπολικού δεσμού, ακολουθώντας γνωστούς κανόνες της Φυσικής

ΗΛΕΚΤΡΟΝΙΑΚΟΙ ΤΥΠΟΙ ΜΟΡΙΩΝ (γενικά)

Μελετώντας την φύση και τις δυνάμεις που αναπτύσσονται στους δεσμούς, διαπιστώνουμε ότι, αυτός ο δεσμός επιδρά ακόμα και στην κατανομή του φορτίου του κοινού ζεύγους αλλά και  στην κατεύθυνση των συνδεομένων ατόμων στον χώρο, 

Στις   δυνάμεις που αναφέραμε, οφείλεται και η πολικότητα ή η  μη πολικότητα ενός ομοιπολικού δεσμού: Το κοινό ζευγάρι των ηλεκτρονίων του ομοιοπολικού δεσμού, ισορροπέι λόγω των άλλων ηλεκτρικών δυνάμεων που ισχύουν και κυρίων των ελκτικών δυνάμεων των πυρήνων των δύο ατόμων

Ας διακρίνουμε περιπτώσεις

Ένα μόριο μπορεί να αποτελείται από ίδια άτομα (Η₂, Ο₂, Ο₃, Ν₂, κ.α.) και είναι μόρια χημικών στοιχείων

Η ικανότητα έλξης των ηλεκρονίων  (ηλεκτραρνητικότητα) σε δύο άτομα που σχηματίζουν ομοιοπολικό δεσμό είναι  ίδια, και  το κοινό ζεύγος των ηλεκτρονίων του ομοιοπολικού δεσμού προσεγγίζει το ίδιο τα δύο άτομα το ηλεκτρικό φορτίο κατανέμεται ισομερώς στα δύο άτομα του ομοιοπολικού δεσμού άρα το μόριο δεν εμφανίζει πολικότητα.

Παραδείγματα, τα μόρια διατομικών χημικών στοιχείων όπως Υδρογόνο Η₂ , (ένας ομοιοπολικός δεσμός) Χλώριο Cl₂,(ένας ομοιοπολικός δεσμός)

Οξυγόνο Ο₂,(δύο ομοιοπολικοί δεσμοί)

  Άζωτο N₂,(τρεις ομοιοπολικοί δεσμοί)

  που συνδέονται με έναν, δύο ή τρεις ομοιοπολικούς δεσμούς

Β. (ομοιοπολικός  πολικός δεσμός)

Αντίθετα,

Αν η  ηλεκτραρνητικότητα σε δύο άτομα που σχηματίζουν ομοιοπολικό δεσμό δεν  είναι  ίδια, τότε το κοινό ζεύγος των ηλεκτρονίων του ομοιοπολικού δεσμού προσεγγίζει διαφορετικά  τα δύο άτομα και ο δεσμός  εμφανίζει πολικότητα. παραδείγματα τα μόρια  αποτελείται και από διαφορετικό είδος ατόμων (ΝΗ₃, Η₂Ο, Η2S κ.λ.π.) και αυτά είναι μόρι χημικών ενώσεων

Θεωρία απώσεων των ηλεκτρονιακών δεσμών της ομάδας σθένους -VSEPR

Μιλώντας για τον ομοιοπολικό δεσμό, μετράμε πλέον και τις γωνίες μεταξύ των ατόμων που συνδέονται με ομοιοπολικούς δεσμούς προς σχηματισμό μορίου δηλαδή,  γεωμετρική δομή της σύνδεσης: (Θεωρία απώσεων των ηλεκτρονιακών δεσμών της ομάδας σθένους -VSEPR) 

(Που είναι η θεωρία απώσεως  ηλεκτρονιακών ζευγών της στοιβάδας σθένους).

Εδώ ισχύουν οι εξής κανόνες

ΕΑΝ ΤΟ ΚΕΝΤΡΙΚΟ ΜΟΡΙΟ ΔΕΝ ΕΧΕΙ ΜΗ ΔΕΣΜΙΚΑ ΖΕΥΓΗ ΗΛΕΚΤΡΟΝΙΩΝ

1) Όταν το κεντρικό άτομο έχει 2 ομοιοπολικά ζεύγη ηλεκτρονίων η διάταξη του μορίου είναι ευθεία,

2) όταν έχει τρία ζεύγη η διάταξη είναι στο επίπεδο και τα ζεύγη διατάσσονται τριγωνικά γύρω από το άτομο,

3) ενώ εάν έχει τέσσερα ζεύγη ομοιοπολικών ηλεκτρονίων  το μόριο είναι τετράεδρο

ΕΑΝ ΤΟ ΚΕΝΤΡΙΚΟ ΜΟΡΙΟ  ΕΧΕΙ ΜΗ ΔΕΣΜΙΚΑ ΖΕΥΓΗ ΗΛΕΚΤΡΟΝΙΩΝ

Τα μη δεσμικά ζεύγη ηλεκτρονίων καταλαμβάνουν περισσότερο χώρο

Στην διάταξη του μορίου τα μη δεσμικά ηλεκτρόνια κατά παίρνουν θέσεις ανάλογες με αυτές των δεσμικών ηλεκτρονίων όμως επειδή τα μη δεσμικά ζεύγη καταλαμβάνουν περισσότερο χώρο, τα σχήματα που προκύπτουν δεν είναι τα ακριβή γεωμετρικά που έχουμε αν δεν περιλαμβάνονται μη δεσμικά ζεύγη 

(Πριν προχωρήσουμε στην μελέτη των μορίων που σχηματίζονται με την δημιουργία κοινού ζεύγους ηλεκτρονίων αναφέρουμε και την περίπτωση, το κοινό ζεύγος να προέρχεται από το ένα από τα δύο άτομα του δεσμού αλλά να δίνει σύνδεση ανάλογη όπως περιγράψαμε. Αυτός είναι ο ημιπολικός δεσμός)

β. ΔΗΜΙΟΥΡΓΙΑ ΙΟΝΤΩΝ

ΕΤΕΡΟΠΟΛΙΚΟΣ ΔΕΣΜΟΣ

Στα άτομα ο αριθμός πρωτονίων του πυρήνα είναι ίσος με τον αριθμό των αρνητικών ηλεκτρονίων στις στοιβάδες, ώστε αυτό παραμένει ηλεκτρικά ουδέτερο.

Η αλλαγή του αριθμού των ηλεκτρονίων στην εξωτερική στοιβάδα κυρίως, επιχειρείται λόγω του κανόνα των ευγενών αερίων

Εάν αυτή η διαφορά στην ηλεκτραρνητικότητα είναι μεγαλύτερη του 1,7 τότε ηλεκτρόνια (ή κοινά 1-3) , μετατοπίζονται πλήρως προς το άτομο με την μεγαλύτερη ηλεκτραρνητικότητα  και τα δύο άτομα μετατρέπονται  σε ιόντα δηλαδή σε ηλεκτρικά φορτισμένα άτομα .

Ο ευκολότερος τρόπος για να πραγματοποιηθούν τέτοιοι υπολογισμοί είναι για μια ένωση δύο στοιχείων, για παράδειγμα, χλωριούχο νάτριο. 

EO (Cl) = 3,16; 

EO (Na) = 0,99; 

3,16 – 0,99 = 2,17. 

Το 2,17 είναι μεγαλύτερο από 1,7 - εμφανίζεται ιοντικός δεσμός - Читайте подробнее на SYL.ru: https://www.syl.ru/article/141636/mod_ionnaya-svyaz-sposob-obrazovaniya-i-svoystva

 Κατιόν γίνεται αυτό που  έχουν απομακρυνθεί ηλεκτρόνια (1-3) και έτσι υπερισχύει το θετικό φορτίο των πρωτονίων ή

 ανιόν, εάν έχει προσλάβει ηλεκτρόνια (1-3) και υπερισχύει τότε το αρνητικό φορτίο των ηλεκτρονίων

Τέτοιοι δεσμοί συναντώνται μεταξύ μετάλλων και αμετάλλων που έχουν μεγάλη διαφορά στην ηλεκτραρνητικότητα. (Τα μεν μέταλλα έχουν μικρή ενέργεια ιοντισμού τα δε αμέταλλα μεγάλη ηλεκτραρνητικότητα)

Σε στερεά κατάσταση,  τα ιόντα αυτά  δημιουργούν μεταξύ τους δεσμό τον ετεροπολικό ή ιοντικό δεσμό που οφείλεται στην ηλεκτροστατική έλξη των ετερόνυμων φορτίων τους

Είναι μαζύ με τον ομοιοπολικό ο δεύτερος σημαντικός δεσμός στην ύλη και η θεωρία του διατυπώθηκε το 1916 από τον Walther  Krosser

και  προχωρούν σε δημιουργία ιοντικών πλεγμάτων και κρυσταλλικών 

ενώσεων

Κινούμενα ιόντα (όπως και ηλεκτρόνια δημιουργούν ρεύμα ιόντων που μεταναστεύει προς την άνοδο ή την κάθοδο ενός τυχόντος ηλεκτρικού πεδίου