Liên kết hóa học là gì?

Liên kết hóa học xảy ra khi hai hoặc nhiều nguyên tử kết hợp với nhau để tạo thành một phân tử.Đó là một nguyên tắc chung trong khoa học rằng tất cả các hệ thống sẽ cố gắng đạt đến mức năng lượng thấp nhất của chúng và liên kết hóa học sẽ chỉ diễn ra khi một phân tử có thể hình thành ít năng lượng hơn các nguyên tử không hợp nhất.Ba loại liên kết chính là ion, cộng hóa trị và kim loại.Tất cả đều liên quan đến các electron di chuyển giữa các nguyên tử theo nhiều cách khác nhau.Một loại khác, yếu hơn nhiều là liên kết hydro. Cấu trúc nguyên tử

Các nguyên tử bao gồm một hạt nhân chứa các proton tích điện dương, được bao quanh bởi một số lượng bằng nhau của các electron tích điện âm.Thông thường, do đó, chúng là trung tính điện.Tuy nhiên, một nguyên tử có thể mất hoặc thu được một hoặc nhiều electron, cho nó một điện tích tích cực hoặc âm.Khi một người có điện tích, nó được gọi là ion. Đó là các electron có liên quan đến liên kết hóa học.Các hạt này được sắp xếp thành

vỏ

có thể được coi là tồn tại ở khoảng cách tăng từ nhân.Nói chung, càng nhiều từ hạt nhân của vỏ, chúng càng có nhiều năng lượng.Có một giới hạn cho số lượng các electron có thể chiếm một vỏ.Ví dụ, vỏ đầu tiên, trong cùng, có giới hạn là hai và vỏ tiếp theo giới hạn tám. Trong hầu hết các trường hợp, nó chỉ là các electron trong lớp vỏ ngoài cùng tham gia vào liên kết.Chúng thường được gọi là electr electron hóa trị

.Theo nguyên tắc chung, các nguyên tử sẽ có xu hướng kết hợp với nhau theo cách mà tất cả chúng đều đạt được các vỏ ngoài đầy đủ, vì các cấu hình này thường có ít năng lượng hơn.Một nhóm các yếu tố được gọi là

Noble Gases

mdash;Helium, neon, Argon, Krypton, Xenon và Radon Mdash;Đã có vỏ ngoài đầy đủ và vì điều này, chúng thường không hình thành liên kết hóa học.Các yếu tố khác thường sẽ cố gắng đạt được cấu trúc khí cao quý bằng cách cho, chấp nhận hoặc chia sẻ các electron với các nguyên tử khác. Liên kết hóa học đôi khi được đại diện bởi một thứ gọi là cấu trúc

lewis, được đặt theo tên của nhà hóa học Mỹ Gilbert N. Lewis.Trong cấu trúc Lewis, các electron hóa trị được biểu diễn bằng các chấm ngay bên ngoài các ký hiệu hóa học cho các yếu tố trong một phân tử.Chúng cho thấy rõ các electron đã chuyển từ nguyên tử này sang nguyên tử khác và nơi chúng được chia sẻ giữa các nguyên tử.để chấp nhận chúng.Kim loại cung cấp cho các electron trong lớp vỏ ngoài không hoàn chỉnh của nó cho phi kim loại, khiến lớp vỏ đó trống rỗng để lớp vỏ đầy đủ bên dưới trở thành lớp vỏ ngoài cùng mới của nó.Các electron phi kim loại chấp nhận để lấp đầy lớp vỏ ngoài cùng không hoàn chỉnh của nó.Theo cách này, cả hai nguyên tử đều đạt được vỏ ngoài đầy đủ.Điều này để lại kim loại với một điện tích dương và phi kim loại với điện tích âm, vì vậy chúng là các ion dương và âm thu hút lẫn nhau. Một ví dụ đơn giản là natri fluoride.Natri có ba vỏ, với một electron hóa trị ở ngoài cùng.Fluorine có hai vỏ, với bảy electron ở ngoài cùng.Natri cung cấp một electron hóa trị cho nguyên tử flo, do đó natri hiện có hai vỏ hoàn chỉnh và điện tích dương, trong khi flo có hai vỏ hoàn chỉnh và điện tích âm.Phân tử kết quả mdash;natri fluoride mdash;Có hai nguyên tử với các vỏ ngoài hoàn chỉnh được liên kết với nhau bằng điểm thu hút điện. Liên kết cộng hóa trị

Các nguyên tử không có kim loại kết hợp với nhau bằng cách chia sẻ các electron theo cách mà chúng giảm mức năng lượng tổng thể của chúng.Điều này thường có nghĩa là, khi kết hợp, tất cả chúng đều có vỏ ngoài đầy đủ.Để lấy một ví dụ đơn giản, hydro chỉ có một electron, trong First MDash;và chỉ mdash;Shell, để lại một lớp vỏ đầy đủ.Hai nguyên tử hydro có thể chia sẻ các electron của chúng để tạo thànhPhân tử trong đó cả hai đều có lớp vỏ ngoài đầy đủ.

thường có thể dự đoán cách các nguyên tử sẽ kết hợp với nhau từ số lượng electron mà chúng có.Ví dụ, carbon có sáu, có nghĩa là nó có lớp vỏ đầu tiên đầy đủ hai và vỏ ngoài cùng của bốn người, khiến nó thiếu bốn lớp vỏ ngoài đầy đủ.Oxy có tám, và do đó có sáu trong vỏ ngoài mdash;Hai thiếu một vỏ đầy đủ.Một nguyên tử carbon có thể kết hợp với hai nguyên tử oxy để tạo thành carbon dioxide, trong đó carbon chia sẻ bốn electron của nó, hai nguyên tử với mỗi nguyên tử oxy và các nguyên tử oxy lần lượt chia sẻ hai electron của chúng với nguyên tử carbon.Bằng cách này, cả ba nguyên tử đều có vỏ ngoài đầy đủ chứa tám electron.

liên kết kim loại

Trong một mảnh kim loại, các electron hóa trị ít nhiều tự do di chuyển, thay vì thuộc về các nguyên tử riêng lẻ.Do đó, kim loại bao gồm các ion tích điện dương được bao quanh bởi các electron di động, tích điện âm.Các ion có thể được di chuyển tương đối dễ dàng, nhưng rất khó để tách ra, do sự hấp dẫn của chúng đối với các electron.Điều này giải thích tại sao kim loại thường dễ uốn cong nhưng khó phá vỡ.Tính di động của các electron cũng giải thích tại sao kim loại là chất dẫn điện tốt.

liên kết hydro

Không giống như các ví dụ trên, liên kết hydro liên quan đến liên kết giữa, thay vì bên trong, các phân tử.Khi hydro kết hợp với một nguyên tố thu hút mạnh mẽ các electron mdash;chẳng hạn như fluorine hoặc oxy mdash;Các electron được kéo ra khỏi hydro.Điều này dẫn đến một phân tử có điện tích dương tổng thể ở một bên và điện tích âm ở bên kia.Trong một chất lỏng, các mặt dương và âm thu hút lẫn nhau, hình thành các liên kết giữa các phân tử. Mặc dù các liên kết này yếu hơn nhiều so với liên kết ion, cộng hóa trị hoặc kim loại, nhưng chúng rất quan trọng.Liên kết hydro diễn ra trong nước, một hợp chất chứa hai nguyên tử hydro và một oxy.Điều này có nghĩa là cần nhiều năng lượng để chuyển đổi nước lỏng thành khí hơn so với trường hợp khác.Nếu không liên kết hydro, nước sẽ có điểm sôi thấp hơn nhiều và không thể tồn tại như một chất lỏng trên trái đất.