Was sind kovalente Verbindungen?

Kovalente Verbindungen sind Substanzen, die gebildet werden, wenn zwei oder mehr verschiedene Elemente durch eine kovalente Bindung verbunden werden. Eine kovalente Bindung entsteht, wenn sich zwei Nichtmetallatome ein Elektron teilen. Atome verbinden sich, um stabiler zu werden. Im Allgemeinen sind Atome stabiler, wenn sie die gleiche Menge an Elektronen haben wie das nächste Edelgas, und das bedeutet normalerweise, dass sich acht Elektronen in ihrer Außenhülle befinden. In Ionenbindungen wird dies durch ein Atom mit einer stärkeren Elektronegativität erreicht - die Menge an Zug, die ein Atom zu Elektronen hat -, das Elektronen von jenen mit einer geringeren Elektronegativität stiehlt. Für kovalente Verbindungen ist keines der Atome stark genug, um die Elektronen zu stehlen, und so teilen sie sie.

Es gibt zwei Arten von kovalenten Bindungen, die kovalente Verbindungen bilden können: polare Bindungen und unpolare Bindungen. Polare Bindungen bestehen normalerweise aus verschiedenen Atomen, die sich Elektronen ungleich teilen. Dies ist oft das Ergebnis eines stärkeren elektronegativen Atoms, das die Elektronen näher zieht als ein schwächeres Atom. Da sich das Elektron die meiste Zeit näher an einem Atom als am anderen befindet, entsteht eine kovalente Verbindung mit einem teilweise negativen und einem teilweise positiven Ende.

Unpolare kovalente Bindungen werden normalerweise durch zwei Atome gebildet, die sich Elektronen zu gleichen Teilen teilen. Bei diesen Bindungsarten verbringen die Elektronen dieselbe Zeit mit jedem Atom, sodass es keine polaren Enden gibt. Ein Paradebeispiel für ein polares Molekül ist Wasser mit der chemischen Formel H ₂ O. In diesem Fall zieht das Sauerstoffatom die Elektronen mehr an sich als die beiden Wasserstoffatome, was zu einer kovalenten Verbindung führt, die am Sauerstoffende teilweise negativ ist und teilweise positiv am Wasserstoffende. Ein Beispiel für ein unpolares Molekül ist das Methanmolekül (CH ₄ ), in dem alle Atome ihre Elektronen gleichmäßig teilen.

Im Allgemeinen haben kovalente Verbindungen im Vergleich zu ionischen Verbindungen einen niedrigen Schmelz- und Siedepunkt. Außerdem ist eine Substanz aus kovalenten Verbindungen in der Regel nicht so hart wie eine aus ionischen Verbindungen. Diese Eigenschaften sind ein Ergebnis der Leichtigkeit, mit der die Moleküle getrennt werden können. Obwohl die Atome, aus denen sich die Moleküle in einer kovalenten Verbindung zusammensetzen, eng miteinander verbunden sind, können die einzelnen Moleküle, aus denen sich die Substanz zusammensetzt, nur einen geringen Einfluss aufeinander haben. Zum Beispiel kann es für eine Person schwierig sein, Wasserstoff und Sauerstoff in einem Wassermolekül zu trennen, aber kochendes Wasser - das die Moleküle so trennt, dass sich Wasser von einer Flüssigkeit in ein Gas verwandelt - ist eine einfachere Aufgabe.

Andere Eigenschaften der meisten kovalenten Verbindungen sind ihre Unfähigkeit, sich in Wasser zu lösen und ihre Unfähigkeit, Elektrizität in Wasser zu leiten. Schließlich neigen kovalente Verbindungen im Vergleich zu ionischen Verbindungen zur Entzündung. Diese Entflammbarkeit tritt auf, weil viele kovalente Bindungen dazu neigen, aus Kohlenstoff und Wasserstoff zu bestehen. Wasserstoff und Kohlenstoff können in Gegenwart von Wärme und Sauerstoff unter Bildung von Kohlendioxid und Wasser in einer Reaktion verbrennen, die als Verbrennung bezeichnet wird. Wie bei all diesen Eigenschaften gibt es Ausnahmen von der Regel, zum Beispiel neigen kovalente Bindungen, die keinen Kohlenstoff oder Wasserstoff enthalten, nicht zur Verbrennung.