LCH 2 Zajęcia nr 9 – Wiązanie kowalencyjne i metaliczne. 1

LCH 2 Zajęcia nr 9 – Wiązanie kowalencyjne i metaliczne.
1. Warunki powstawania wiązao
a. Atomy muszą się do siebie zbliżyd na tyle, aby ich orbitale atomowe
(z niesparowanymi elektronami walencyjnymi) uległy wzajemnemu nałożeniu
b. Elektrony na orbitalach muszą byd tak rozmieszczone aby mogły z nich powstad
wiążące pary elektronowe (muszą posiadad przeciwne spiny)
2. Powstawanie wiązania kowalencyjnego – wiązanie to powstaje między atomami o tej samej
lub bardzo zbliżonej wartości elektroujemności. Polega na tworzeniu wspólnych par
elektronowych – każdy z atomów dąży do uzyskania oktetu (konfiguracji najbliższego
helowca)
3. Przykłady wiązao kowalencyjnych:
a. Wiązania pojedyncze σ (sigma)
Wiązanie pojedyncze w cząsteczce H2 H 1s1
+

Każdy z atomów wodoru posiada tylko jeden elektron na jedynym orbitalu, może
więc utworzyd tylko jedno wiązanie. W tworzeniu wiązania biorą udział dwa takie
same orbitale s - powstaje orbital cząsteczkowy (molekularny) σ (s-s)
Wiązanie pojedyncze w cząsteczce Cl2 Cl 1s2 2s2 2p6 3s2 3p5
Każdy z atomów chloru na zewnętrznej powłoce posiada 7 elektronów, więc jeden z
elektronów na orbitalu p jest niesparowany - tylko ten elektron może utworzyd
wiązanie kowalencyjne. W tworzeniu wiązania biorą udział dwa takie same orbitale p
zawierające po jednym elektronie – powstaje cząsteczkowy orbital σ (p-p)

b. Wiązanie wielokrotne π (pi)
Wiązanie σ powstaje na osi łączącej jądra atomowe i jest mocne.
Wiązanie π powstaje w przestrzeni nad i pod płaszczyzną węzłową - zawierającą oś
łączącą jądra atomowe. Wiązanie π jest wiązaniem słabym.
W wiązaniu wielokrotnym pierwsze powstaje zawsze wiązanie σ dopiero w dalszej
kolejności powstają wiązania π
Wiązanie w cząsteczce N2 N 1s2 2s2 2p3
Każdy z atomów azotu na zewnętrznej powłoce posiada 5 elektronów – do
osiągnięcia stabilnej konfiguracji oktetu brakuje mu 3 elektronów, tworzy
więc trzy wiązania pojedyncze przy pomocy 3 elektronów znajdujących się na
poziomie orbitalnym 2p
4. Właściwości substancji kowalencyjnych
a. W stanie stałym tworzą dwa rodzaje sieci krystalicznych:
Cząsteczkowe – kryształ zbudowany jest z odrębnych cząsteczek, słabo ze
sobą związanych przy pomocy oddziaływao międzycząsteczkowych.
Takie substancje mają niskie temperatury topnienia i wrzenia i są
nieodporne na działanie czynników mechanicznych.
Kowalencyjne – wszystkie atomy połączone są wiązaniami kowalencyjnymi w
jedną cząsteczkę – gigant np. diament, kwarc. Takie substancje są bardzo
odporne na działanie czynników mechanicznych oraz mają stosunkowo
wysokie temperatury topnienia i wrzenia.
b. Nie przewodzą prądu elektrycznego;
c. Nie ulegają dysocjacji elektrolitycznej;
d. Nie rozpuszczają się w rozpuszczalnikach polarnych;
e. Bardzo dobrze rozpuszczają się w rozpuszczalnikach niepolarnych.
5. Wiązanie metaliczne – polega ono na oddziaływaniu elektrostatycznym rdzeni atomowych
metali i elektronów walencyjnych wszystkich rdzeni tworzących sied krystaliczną, elektrony te
tworzą tzw. chmurę elektronową. Elektrony mogą się łatwo przemieszczad w obrębie
kryształu metalu (między rdzeniami atomowymi, czyli kationami) po przyłożeniu napięcia
elektrycznego.
6. Właściwości substancji metalicznych:
a. Dobre przewodnictwo cieplne i elektryczne;
b. Ciągliwośd i kowalnośd – łatwośd nadawania dowolnych kształtów;
c. Połysk;
d. Obrabialnośd mechaniczna (toczenie, wiercenie, itp.);
e. Podatnośd na łączenie (spawanie, lutowanie, zgrzewanie).