Vad håller atomer samman? [duplicera]

I icke-nukleär kemi, allt är elektrostatiska interaktioner. Det är därför du kan lära dig och förutsäga så mycket bara genom att ”följa elektronerna”

1. Kovalenta bindningar bildas också på grund av elektrostatiska interaktioner – de är bara mer komplicerade begreppsmässigt än joniska (faktiskt jonbindningar beskrivs mer exakt av vågfunktioner, vi försöker bara göra saker enkla i början). Eftersom elektroner finns som vågor, när du begränsar dem börjar de göra konstiga saker (eller vad som verkar konstigt för oss). Till exempel är formerna av atomorbitaler som de är eftersom elektronerna fungerar som stående, tredimensionella vågor fångade mellan en kärna med en positiv laddning och en ”nollpunkt” på oändligt avstånd. När du sätter två atomer nära varandra interagerar elektronerna på olika atomer med varandra och vågfunktionen blir mycket mer komplicerad. Resultatet är att i vissa par atomer kombineras vågfunktionerna för att bilda bindningsorbitaler.

Så det korta svaret på din första fråga är: ”Molekylära orbitaler håller atomer tillsammans i kovalenta bindningar, och de är ett resultat av elektrostatiska interaktioner och elektronernas kvantitet. ”

2. Ja, jonföreningar är stora jonsamlingar och du kan inte riktigt definiera” molekyler ” för dem – i stället talar vi om ”formelenheter” som är det lägsta möjliga heltalet av element som representerar föreningen. Grupper av kovalent bundna atomer hålls också samman av elektrostatiska interaktioner, men eftersom de kovalenta bindningarna är så mycket starkare, en molekylär förening kan existera ”ensam” som en enda molekyl. Sammantaget kallas de krafter som håller samling av molekyler tillsammans van der Waals styrkor om de inte ”inte involvera joner. I någon atom eller molekyl finns det aldrig en helt enhetlig laddningstäthet på ytan. För vissa molekyler är detta extremt (vatten är ett bra exempel) och vi säger att det är väldigt polärt , eller att det har ett stort dipolmoment. Detta är bara ett annat sätt att säga att en del har en negativ laddning och den andra har en positiv laddning . I vatten ser det ut så här (från wikipedia ):

I den här bilden betyder rött ”fler elektroner” och blått betyder ”mindre elektroner.” Vatten kan bilda vätebindningar , som är mycket starka elektrostatiska interaktioner. Vissa atomer och molekyler har en nästan enhetlig laddningstäthet på ytan. Vi kallar dessa ”icke-polära” molekyler – ädelgaser är bra exempel. Men även ädelgaser har det som kallas en inducerad dipol på grund av statistiskt korrelerade fluktuationer i elektrontätheten när atomerna är nära varandra. Som ett resultat kan även ädelgaser kylas till den punkt där de blir flytande – de mycket, mycket svaga elektrostatiska interaktionerna håller dem ihop vid låg temperatur, när de inte rör sig mycket snabbt. Dessa krafter kallas London Dispersion Forces – efter killen som först beskrev dem. Londons spridningskrafter är viktiga eftersom de finns i alla molekyler – polära eller inte. I själva verket är det här som gör de flesta plaster solida. Polyeten är till exempel gjord av mycket långa kedjor av väsentligen opolära molekyler ( från wikipedia ):

Varje kedja lockas till de andra genom svaga dispersionskrafter i London, men eftersom varje kedja har tiotusentals atomer, ökar de små krafterna snabbt för att göra stora krafter som håller polymeren ihop. Det är därför polyeten är fast vid rumstemperatur och kan användas för att göra saker som påsar!

Kommentarer

• Jag don ' gillar " elektrostatisk " i sentenec " I icke-nukleär kemi är allt elektrostatiska interaktioner. " Jag tror " coulombic " skulle passa mycket bättre.
• @ MaxW de är synonymer – Coulombiska interaktioner är de som beskrivs av Coulomb ' s lag, som är en modell för elektrostatiska krafter. Det kan vara lite vilseledande eftersom det låter som om laddningarna inte rör sig ' när elektroner verkligen är. Men den ursprungliga affischen använde termen, och det är ett vanligt sätt att beskriva krafterna, så jag använde det också.