Elsőrendű kémiai kötések

Az első rendű kémiai kötések két, vagy több atom között létrejövő erős kötések. a., Ionkötés Ionkötés kis és nagy elektronegativitású atomok halmazai közötti kölcsönhatáskor alakul ki. Legismertebb ionkötésű vegyület a konyhasó, kémiai nevén nátrium-klorid. Nátrium-atom

• 3s atompályáján egyetlen elektron van.
• Ez az elektron egy nem lezárt héjon helyezkedik el, ezért az atommagtól viszonylag távol van, és laza szerkezetű.
• Ha a nátrium ezt az elektront leadja, akkor szerkezete a 10-es rendszámú neonéhoz hasonlóvá válik.

Klór-atom

• A 3p atompályáján csak 5 elektron van.
• Még egy elektronra lenne szüksége, hogy a szerkezete a 18-as rendszámú argonéhoz hasonlóvá váljon.

Ha ez a két atom egymás közelébe kerül, akkor a nátrium-atom azáltal stabilizálódik, hogy leadja az elektronján, a klór pedig akkor kerül alacsonyabb energetikai állapotba, ha ezt felveszi. Na – e^– → Na⁺ Cl + e^– → Cl⁻ Az így kialakuló ellentétes töltésű ionok között fellépő elektromos vonzóerő tartja össze ionrácsos anyagok kristályrácsát.   b., Kovalens kötés Kovalens kötésről akkor beszélünk, ha két atomtörzset közös elektronfelhő kapcsol össze. A legegyszerűbb példa a kovalens kötésre a hidrogénmolekula, amely két protonból és két elektronból áll.

• Ha két hidrogénatom közeledik egymás felé, akkor a kölcsönhatás következtében a négy elemi részecskéből kialakul az atomnál stabilabb állapot.
• Ebben az állapotban mindkét elektron ugyanabban a térfogatban található. Ez csak úgy valósulhat meg, hogy a két elektron spinkvantumszáma különböző. Tehát a molekula képződésére is igaznak kell lenni a Pauli-elvnek.
• Mindkét elektron mindkét atommagot körbefogja.
• A két atommag közötti térrészben a legnagyobb az elektronfelhő sűrűsége.

  Általánosan:

• Molekula képződésekor az atomok legkülső elektronhéján lévő valamennyi elektron molekulapályára kerül.
• A molekulapályák energiája mindig alacsonyabb, mint az atompályák energiája.
• A molekulapályákra került elektronok közül annyi létesít kovalens kötést, amennyire az atomoknak szükségük van a nemesgázszerű szerkezet kialakításához.
• A többi molekulapályára kerülő elektron úgynevezett nemkötő molekulapályán fog elhelyezkedni.
• Ha a kovalens kötés elektronfelhője két azonos elektronegativitású atomtörzset köt össze, akkor a kovalens kötés szimmetrikus elrendezésű. Ilyenkor apoláris kovalens kötésről beszélünk.
• Ha a közös elektronpár két különböző elektronegativitású atomtörzset kapcsol össze, akkor az elektronfelhő nem lesz szimmetrikus. A nagyobb elektronegativitású atom jobban vonzza a kovalens kötésben lévő közös elektronokat. Ilyenkor pólussal rendelkező, poláris kovalens kötés alakul ki.

  c., Fémes kötés

• Fémes kötés a kis elektronegativitású atomok halmazából alakul ki.
• Az atomok a legkülső elektronhéjon lévő, lazán kötött elektronjaikat leadják.
• Így pozitív töltésű fémionok keletkeznek, amelyek szerkezete hasonlít nemesgázokéhoz.
• A leszakadó elektronok kollektív, delokalizált elektronfelhőként fogják körbe a fémionokat.

  1. Soroljuk fel és jellemezzük az elsőrendű kémiai kötéseket! Mi az alapvető különbség a kötések között? Elsőrendű kémiai kötés:

• Kovalens
• Fémes
• Ionos

a,. kovalens kötés: közepes vagy nagy elektronvonzó képességű atomok között jön létre. A kapcsolódó atomok elektronokat tesznek közössé. A közös elektron-pár (vagy elektronpárok) mindkét atomhoz tartozik, egyidejűleg két atommag vonzása alatt áll. A kovalens kötésnek két fajtája van :

•  azonos atomok közötti kapcsolódáskor: a kötő elektronpár mindkét atomhoz egyformán tartozik . Ezt apoláris kovalens kötésnek nevezzük. Ilyen kötésekre példa a: H₂, O₂, a Cl₂, az N₂ molekula vagy a gyémánt.
•  különböző atomok kapcsolódásakor a kötő elektronpár a nagyobb elektron-vonzó képességű atom körül nagyobb negatív töltéssűrűséget hoz létre. Az eltérő elektronvonzó képességű atomok poláris kovalens kötéssel kapcsolódnak össze. Ilyen kötésekre példa: a H₂O, a HCl, az NH₃, a CO₂ vagy a CH₄ molekula.

  b., fémes kötés: a külső elektronhéjukon kevés elektront tartalmazó, kis elektronvonzó képességű fématomok között jön létre. A lazán kötött elektronok valamennyi atom vonzása alá kerülnek, valamennyi fématomhoz tartoznak. Az egész halmazt a közös elektronfelhő tartja össze. A fémes kötés az összes kapcsolódó fématomot fémrácsba rendezi, valamennyi fém fémrácsban kristályosodik. c., ionkötés: Ellentétes töltésű ionon között jön létre, elektrosztatikus jellegű kötés.   2, Állapítsuk meg, hogy az alábbi felsorolt elemek atomjai között milyen kötések kialakulása lehetséges H, Cl, Na

•  a, azonos atomok kapcsolódása esetén

 H₂: apoláris kovalens; Cl₂: apoláris kovalens; Na – fémes kötés