Co drží atomy pohromadě? [duplicate]

V nejaderné chemii všechno jsou elektrostatické interakce. Proto se toho můžete hodně naučit a předvídat pouhým „sledováním elektronů“.

1. Kovalentní vazby se vytvářejí také kvůli elektrostatickým interakcím – jsou koncepčně složitější než iontové (ve skutečnosti iontové vazby jsou přesněji popsány vlnovými funkcemi, snažíme se to na začátku jednoduše zjednodušit). Vzhledem k tomu, že elektrony existují jako vlny, když je uzavřete, začnou dělat divné věci (nebo to, co se nám zdá divné). Například tvary atomových orbitalů jsou takové, jaké jsou, protože elektrony fungují jako stojaté trojrozměrné vlny zachycené mezi jádrem s kladným nábojem a „nulový bod“ v nekonečné vzdálenosti. Když dáte dva atomy blízko sebe, elektrony na různých atomech spolu interagují a vlnová funkce se stává mnohem komplikovanější. Výsledkem je, že u některých párů atomů se vlnové funkce spojí a vytvoří vazebné orbitaly.

Krátká odpověď na vaši první otázku tedy zní: „Molekulární orbitaly drží atomy pohromadě v kovalentních vazbách a ty jsou výsledkem elektrostatických interakcí a kvantové povahy elektronů. „

2. Ano, iontové sloučeniny jsou velkou sbírkou iontů a“ molekuly „opravdu nedokážete definovat. pro ně – místo toho mluvíme o „vzorcových jednotkách“, což je nejnižší možný celočíselný poměr prvků, které představují sloučeninu. Skupiny kovalentně vázaných atomů jsou také drženy pohromadě elektrostatickými interakcemi, ale protože kovalentní vazby jsou mnohem silnější, molekulární sloučenina může existovat „sama o sobě“ jako jediná molekula. Síly, které drží pohromadě sbírky molekul, se souhrnně nazývají van der Waalsovy síly , pokud ne „Nezahrnuje ionty.“ V žádném atomu nebo molekule nikdy není na povrchu zcela jednotná hustota náboje. U některých molekul je to extrémní (dobrým příkladem je voda) a říkáme, že je to velmi polární nebo že má velký dipólový moment. Toto je jen další způsob, jak říci, že jedna část má záporný náboj a druhá kladný náboj . Ve vodě to vypadá takto (z wikipedia ):

Na tomto obrázku červená znamená „více elektronů“ a modrá znamená „méně elektronů“. Voda může tvořit vodíkové vazby , které jsou velmi silné elektrostatické interakce. Některé atomy a molekuly mají téměř jednotnou hustotu náboje na povrchu. Říkáme jim „nepolární“ molekuly – ušlechtilé plyny jsou dobrým příkladem. I ušlechtilé plyny však mají indukovaný dipól kvůli statisticky korelovaným fluktuacím elektronové hustoty, když jsou atomy blízko sebe. Výsledkem je, že i ušlechtilé plyny mohou být ochlazovány do bodu, kdy se stanou kapalnými – velmi, velmi slabé elektrostatické interakce je udrží pohromadě při nízké teplotě, když se nepohybují příliš rychle. Tyto síly se nazývají London Dispersion Forces – podle toho, kdo je popsal jako první. Londýnské disperzní síly jsou důležité, protože se nacházejí ve všech molekulách – polárních nebo ne. Díky tomu je většina plastů pevná. Například polyethylen je vyroben z velmi dlouhých řetězců v zásadě nepolárních molekul ( z wikipedie ):

Každý řetězec je přitahován k ostatním prostřednictvím slabých londýnských disperzních sil, ale protože každý řetězec má desítky tisíc atomů, tyto malé síly se rychle sčítají aby velké síly držely polymer pohromadě. Z tohoto důvodu je polyethylen při pokojové teplotě pevný a lze jej použít k výrobě věcí, jako jsou nákupní tašky!

Komentáře

• Nemám ' nemá rád " elektrostatické " v sentenci " V nejaderné chemii jsou všechno elektrostatické interakce. " Myslím, že " coulombic " by se hodilo mnohem lépe.
• @MaxW jsou to synonyma – coulombické interakce jsou ty, které popisuje Coulomb ' s zákonem, což je model elektrostatických sil. Může to být trochu zavádějící, protože to zní, jako by se náboje ' t nepohybovaly, když elektrony určitě jsou. Původní plakát však tento termín používal a je to běžný způsob, jak popsat síly, tak jsem ho také použil.