Chemická vazba

Z Multimediaexpo.cz

Přejít na: navigace, hledání

Chemická vazba je silová interakce mezi dvěma atomy. Pomocí chemické vazby se jednotlivé atomy seskupují do molekul.

Obsah

Parametry chemické vazby

Disociační energie vazby - práce, kterou je nutno vynaložit na zrušení vazby mezi atomy a oddálení atomů od sebe na takovou vzdálenost, aby na sebe silově nepůsobily. Vyjadřuje se nejčastěji v elektronvoltech. Délka vazby - mezijaderná vzdálenost (vzdálenost mezi středy atomů spojených vazbou). Řádově se jedná o pikometry. Závisí na rozměrech jednotlivých atomů, řádu vazby (vazba vyššího řádu je kratší), typu hybridizace překrývajících se atomových orbitalů (větší podíl orbitalů s zkracuje délku vazby)

Dělení vazeb

Obecné dělení:

  • Kovalentní vazba-je založena na sdílení elektronových párů. Dochází k překryvu atomových orbitalů.
  • Koordinačně-kovaletní vazba (DA vazba) - jeden atom přispěje volným elektronovým párem - donor (dárce). Druhý atom dodá prázdný orbital - příjemce (akceptor). Nejčastěji se vyskytuje u komplexních sloučenin, většinou ji vytvářejí d-prvky.

Dělení vazeb podle polarity

Polarita chemické vazby je dána rozdílem elektronegativit atomů:

  • Nepolární vazba - mezi atomy stejného prvku nebo mezi atomy s velmi malým rozdílem elektronegativit. Elektronová hustota je rovnoměrně rozdělena mezi oba partnery. Rozdíl elektronegativit je menší než 0,4. Např. H-H, Cl-Cl.
  • Polární vazba - elektronová hustota je nerovnoměrně rozdělena mezi partnery. Rozdíl elektronegativit v intervalu 0,4-1,7. Dochází k posunu vazebných elektronů k atomu s vyšší elektronegativitou, vznikne parciální náboj a dipól. Např. H-O, H-Cl.
  • Iontová vazba - dochází k přitažení vazebných elektronů k atomu s vyšší elektronegativitou, vznikají iontové sloučeniny.
  • Kovová vazba - charakteristická pro kovy. Je odpovědná za kujnost a tažnost kovů. Valenční elektrony vytvářejí tzv. elektronový mrak, který je sdílen všemi atomy.
  • Slabé vazebné interakce - patří mezi molekulové interakce.

Dělení vazeb podle násobnosti

  • Jednoduchá vazbaσ vazba – patří mezi kovalentní vazby. Největší elektronová hustota je na spojnici jader,spojnice jader.
  • Násobné vazbyDvojná vazba je tvořená jednou vazbou σ (sigma) a jednou vazbou π (pí). Trojná vazba je tvořena jednou vazbou sigma a dvěma vazbami pí. Největší elektronová hustota je mimo spojnici jader.

Teorie vazeb

Existuje několik teorií které popisují chemickou vazbu, mj.:

Soubor:Electron dot.png
Příklad zápisu chemických vazeb podle teorie G. N. Lewise
  • První kvantově chemickou teorii vypracoval v roce 1916 G. N. Lewis. Principem bylo společné sdílení elektronového páru dvěma atomy, čímž dochází ke stabilizaci elektronových orbitalů (snaha o doplnění oktetu). Dvojice elektronů, které jsou spárovány, ale neúčastní se chemické vazby, jsou volné elektronové páry. Tato teorie byla později zdokonalena a nazývá se VB teorie (valence-bond theory). Vazebný pár je vyjádřen vlnovou funkcí, která byla odvozena od vlnových funkcí oddělených atomů.
  • Na základě VB teorie byla zavedena metoda hybridizace - popisuje pouze fenomenologicky vytvoření určité geometrie molekul na základě složení vlnových funkcí energeticky podobných orbitalů, které pak vstupují do tvorby chemických vazeb. Tato teorie nemá žádný matematický aparát, proto je její použití omezené. Hybridizované orbitaly jsou degenerované ( energeticky rovnocenné), v důsledku toho jsou rovnocenné i vazby vycházející z hybridizovaných orbitalů, jak mezi sebou, tak i s volnými elektronovými páry
  • LCAO-MO (linear combination of atomic orbitals - molecular orbital) - tato teorie popisuje vznik chemické vazby (molekulového orbitalu) pomocí lineární kombinace vlnových funkcí atomových orbitalů.

Předpoklady vzniku vazby

  1. dostatečné přiblížení atomu, kdy dochází k překrytí valenčních orbitalů
  2. počet, energie a prostorové uspořádání elektronů musí umožnit vznik elektronového páru

Při vzniku vazby se soustava izolovaných atomů dostane do minima své potenciální energie. Nedojde-li ke vzniku vazby, jedná se o tzv. nevazebnou interakci, potenciální energie roste se snižující se vzdáleností a atomy se odpuzují.

Související články