O que mantém os átomos unidos? [duplicar]

Em química não nuclear, tudo são interações eletrostáticas. É por isso que você pode aprender e prever muito apenas “seguindo os elétrons”

1. Ligações covalentes também são formadas por causa de interações eletrostáticas – elas são conceitualmente mais complicadas do que iônicas (na verdade, ligações iônicas são descritos com mais precisão por funções de onda, apenas tentamos manter as coisas simples no início). Já que os elétrons existem como ondas, quando você os confina, eles começam a fazer coisas estranhas (ou o que parece estranho para nós). Por exemplo, as formas dos orbitais atômicos são exatamente como são porque os elétrons agem como ondas tridimensionais estacionárias presas entre um núcleo com uma carga positiva e um “ponto zero” a uma distância infinita. Quando você coloca dois átomos próximos, os elétrons de diferentes átomos interagem entre si, e a função de onda se torna muito mais complicada. O resultado é que, em alguns pares de átomos, as funções de onda se combinam para formar orbitais de ligação.

Portanto, a resposta curta para sua primeira pergunta é: “Orbitais moleculares mantêm átomos unidos em ligações covalentes, e esses são o resultado de interações eletrostáticas e da natureza quântica dos elétrons. “

2. Sim, os compostos iônicos são grandes coleções de íons, e você realmente não pode definir” moléculas ” para eles – em vez disso, falamos sobre “unidades de fórmula”, que são a proporção de número inteiro mais baixa possível de elementos que representam o composto. Grupos de átomos ligados covalentemente também são mantidos juntos por interações eletrostáticas, mas como as ligações covalentes são muito mais fortes, um composto molecular pode existir “por si mesmo” como uma única molécula. Coletivamente, as forças que mantêm coleções de moléculas juntas são chamadas de forças de van der Waals se não “t envolve íons. Em qualquer átomo ou molécula, nunca há uma densidade de carga completamente uniforme na superfície. Para algumas moléculas, isso é extremo (a água é um bom exemplo) e dizemos que é muito polar , ou que tem um grande momento de dipolo. Esta é apenas outra maneira de dizer que uma parte tem uma carga negativa e a outra tem uma carga positiva . Na água é assim (da wikipedia ):

Nesta imagem, vermelho significa “mais elétrons” e azul significa “menos elétrons”. A água pode formar ligações de hidrogênio , que são muito fortes interações eletrostáticas. Alguns átomos e moléculas têm uma densidade de carga quase uniforme na superfície. Chamamos essas moléculas de “não polares” – gases nobres são bons exemplos. No entanto, mesmo os gases nobres têm o que é chamado de dipolo induzido devido a flutuações estatisticamente correlacionadas na densidade de elétrons quando os átomos estão próximos uns dos outros. Como resultado, mesmo gases nobres podem ser resfriados a ponto de se tornarem líquidos – as interações eletrostáticas muito, muito fracas, irão mantê-los juntos em baixa temperatura, quando eles não estão se movendo muito rápido. Essas forças são chamadas de Forças de Dispersão de Londres – em homenagem ao cara que as descreveu pela primeira vez. As forças de dispersão de London são importantes porque são encontradas em todas as moléculas – polares ou não. Na verdade, é isso que torna a maioria dos plásticos sólidos. O polietileno, por exemplo, é feito de cadeias muito longas de moléculas essencialmente não polares ( da wikipedia ):

Cada cadeia é atraída pelas outras por meio de forças de dispersão fracas de Londres, no entanto, como cada cadeia tem dezenas de milhares de átomos, essas pequenas forças rapidamente se somam para fazer grandes forças segurando o polímero junto. É por isso que o polietileno é sólido à temperatura ambiente e pode ser usado para fazer coisas como sacolas de compras!

Comentários

• Eu não ' t like " eletrostática " no sentenec " Na química não nuclear, tudo são interações eletrostáticas. " Eu acho " coulombic " seria um ajuste muito melhor.
• @MaxW são sinônimos – as interações colombianas são aquelas descritas pela Lei de Coulomb ', que é um modelo de forças eletrostáticas. Pode ser um pouco enganoso porque parece que as cargas não estão ' se movendo, quando os elétrons certamente estão. No entanto, o autor do pôster original usou o termo, e é uma maneira comum de descrever as forças, então eu o usei também.