În chimia non-nucleară, totul este interacțiuni electrostatice. Acesta este motivul pentru care puteți învăța și prevedea atât de mult doar „urmărind electronii”
- Legăturile covalente se formează și datorită interacțiunilor electrostatice – sunt doar mai complicate din punct de vedere conceptual decât ionice (de fapt, legăturile ionice sunt descrise mai exact prin funcțiile de undă, încercăm doar să menținem lucrurile simple la început). Întrucât electronii există ca unde, atunci când îi închizi, ei încep să facă lucruri ciudate (sau ceea ce ni se pare ciudat). De exemplu, formele orbitalelor atomice sunt tot așa cum sunt, deoarece electronii acționează ca unde permanente, tridimensionale, prinse între un nucleu cu o sarcină pozitivă și un „punct zero” la distanță infinită. Când puneți doi atomi apropiați, electronii de pe atomi diferiți interacționează între ei, iar funcția de undă devine mult mai complicată. Rezultatul este că, în unele perechi de atomi, funcțiile de undă se combină pentru a forma orbitali de legătură.
Deci, răspunsul scurt la prima întrebare este: „Orbitalii moleculari țin atomi împreună în legături covalente și acestea sunt rezultatul interacțiunilor electrostatice și al naturii cuantice a electronilor. „
- Da, compușii ionici sunt colecții mari de ioni și nu puteți defini cu adevărat„ molecule ” pentru ei – în schimb, vorbim despre „unități de formulă”, care reprezintă cel mai mic raport întreg posibil al elementelor care reprezintă compusul. Grupurile de atomi legați covalent sunt de asemenea unite prin interacțiuni electrostatice, dar din moment ce legăturile covalente sunt mult mai puternice, un compus molecular poate exista „singur” ca o singură moleculă. În mod colectiv, forțele care țin împreună colecțiile de molecule sunt numite forțe van der Waals dacă nu „nu implică ioni. În orice atom sau moleculă, nu există niciodată o densitate de sarcină complet uniformă la suprafață. Pentru unele molecule, acest lucru este extrem (apa este un bun exemplu) și spunem că este foarte polar , sau că are un mare moment dipolar. Acesta este doar un alt mod de a spune că o parte are o sarcină negativă și cealaltă are o sarcină pozitivă . În apă arată așa (din wikipedia ):
În această imagine, roșu înseamnă „mai mulți electroni” și albastru înseamnă „mai puțini electroni”. Apa poate forma legături de hidrogen , care sunt foarte puternice interacțiuni electrostatice. Unii atomi și molecule au o densitate de încărcare aproape uniformă la suprafață. Noi numim aceste molecule „nepolare” – gazele nobile sunt exemple bune. Cu toate acestea, chiar și gazele nobile au ceea ce se numește un dipol indus de datorită fluctuațiilor corelate statistic ale densității electronilor atunci când atomii sunt aproape unul de altul. Drept urmare, chiar și gazele nobile pot fi răcite până la punctul în care devin lichide – interacțiunile electrostatice foarte, foarte slabe, le vor ține împreună la temperatură scăzută, atunci când nu se mișcă foarte repede. Aceste forțe sunt numite Forțele de dispersie din Londra – după tipul care le-a descris prima dată. Forțele de dispersie din Londra sunt importante, deoarece se găsesc în toate moleculele – polare sau nu. De fapt, acest lucru face ca majoritatea materialelor plastice să fie solide. Polietilena, de exemplu, este formată din lanțuri foarte lungi de molecule esențial nepolare ( din Wikipedia ):
Fiecare lanț este atras de celelalte prin forțe slabe de dispersie londoneze, totuși, din moment ce fiecare lanț are zeci de mii de atomi, acele mici forțe se adună rapid pentru a face forțe mari care țin polimerul împreună. Acesta este motivul pentru care polietilena este solidă la temperatura camerei și poate fi utilizată pentru a face lucruri precum pungi de cumpărături!
Comentarii