Co to są związki kowalencyjne?
Związki kowalencyjne to substancje powstające, gdy dwa lub więcej różnych pierwiastków jest połączonych wiązaniem kowalencyjnym. Wiązanie kowalencyjne powstaje, gdy dwa atomy niemetaliczne dzielą elektron. Atomy wiążą się ze sobą, próbując stać się bardziej stabilnymi. Ogólnie atomy są bardziej stabilne, gdy mają taką samą ilość elektronów jak najbliższy gaz szlachetny, a to zwykle oznacza posiadanie ośmiu elektronów w ich zewnętrznej powłoce. W wiązaniach jonowych osiąga się to za pomocą atomu o większej elektroujemności - wielkości przyciągania atomu do elektronów - kradnącego elektrony od tych o mniejszej elektroujemności. W przypadku związków kowalencyjnych żaden atom nie jest wystarczająco silny, aby ukraść elektrony, dlatego dzielą je.
Istnieją dwa rodzaje wiązań kowalencyjnych, które mogą tworzyć związki kowalencyjne: wiązania polarne i wiązania niepolarne. Wiązania polarne zwykle składają się z różnych atomów nierównomiernie dzielących elektrony. Jest to często wynikiem silniejszego elektroujemnego atomu, który przyciąga elektrony bliżej niż słabszego atomu. Ponieważ elektron spędza większość czasu bliżej jednego atomu niż drugiego, w rezultacie powstaje związek kowalencyjny, który ma częściowo ujemny koniec i częściowo pozytywny koniec.
Niepolarne wiązania kowalencyjne są zwykle tworzone przez dwa atomy dzielące elektrony jednakowo. Przy tego rodzaju wiązaniach elektrony spędzają tyle samo czasu z każdym atomem, więc nie ma żadnych biegunowych końców. Pierwszorzędnym przykładem cząsteczki polarnej jest woda o wzorze chemicznym H2O. W tym przypadku atom tlenu przyciąga elektrony bardziej do siebie niż do dwóch atomów wodoru, co powoduje powstanie kowalencyjnego związku, który jest częściowo ujemny na końcu tlenowym i częściowo dodatni na końcu wodorowym. Przykładem cząsteczki niepolarnej jest cząsteczka metanu (CH 4 ), w której wszystkie atomy dzielą jednakowo swoje elektrony.
Na ogół związki kowalencyjne mają niską temperaturę topnienia i wrzenia w porównaniu ze związkami jonowymi. Ponadto substancja wytworzona ze związków kowalencyjnych nie jest tak twarda jak substancja wytworzona ze związków jonowych. Te cechy wynikają z łatwości rozdzielania cząsteczek. Chociaż atomy tworzące cząsteczki w związku kowalencyjnym są ściśle związane, poszczególne cząsteczki zawierające tę substancję mogą się wzajemnie słabo trzymać. Na przykład osoba może mieć trudności z oddzieleniem wodoru i tlenu w cząsteczce wody, ale gotowanie wody - oddzielanie cząsteczek w taki sposób, że woda zamienia się z cieczy w gaz - jest łatwiejszym zadaniem.
Inne cechy większości związków kowalencyjnych to ich niezdolność do rozpuszczenia się i niezdolność do przewodzenia elektryczności w wodzie. Wreszcie, związki kowalencyjne wydają się być łatwopalne w porównaniu ze związkami jonowymi. Ta łatwopalność występuje, ponieważ wiele wiązań kowalencyjnych zwykle składa się z węgla i wodoru. Wodór i węgiel mogą palić się w obecności ciepła i tlenu, tworząc dwutlenek węgla i wodę w reakcji zwanej spalaniem. Podobnie jak w przypadku wszystkich tych właściwości, istnieją wyjątki od reguły, na przykład wiązania kowalencyjne, które nie zawierają węgla lub wodoru w swoim składzie, nie mają tendencji do spalania.