Chemická vazba
Z Wikipedie, otevřené encyklopedie
Chemická vazba je silová interakce mezi dvěma atomy. Pomocí chemické vazby se jednotlivé atomy seskupují do molekul.
Obsah |
[editovat] 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)
[editovat] Dělení vazeb
Obecně se chemická vazba dělí na
- kovalentní resp. koordinační vazba - dochází k překryvu orbitalů a sdílení jednoho elektronového páru dvěma atomy
- iontová vazba - založena na elektrostatických silách, předpokládá přenos elektronu z jednoho atomu na druhý - vznik iontů. Ve skutečnosti se částečně uplatňuje i kovalentní vazba.
Polarita chemické vazby je podmíněna rozdílem elektronegativit zúčastněných atomů. Podle rozdílu elektronegativit rozlišujeme tři druhy chemické vazby:
- Nepolární vazba - mezi atomy stejného prvku nebo mezi atomy s velmi malým rozdílem elektronegativit (v intervalu 0 - 0,4), např. H-H, Cl-Cl.
- Polární vazba - mezi atomy, které mají rozdíl elektronegativit v intervalu 0,4 - 1,7 (H-O,H-Cl)
- Iontová vazba - velmi polární vazba mezi atomy, které mají rozdíl elektronegativit větší než 1,7. V tomto případě se ve vazbě uplatňují především elektrostatické interakce.
- Kovová vazba je specifická vazba mezi atomy kovů.
[editovat] Teorie vazeb
Existuje několik teorií které popisují chemickou vazbu, mj.:
- 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.
[editovat] Předpoklady vzniku vazby
- dostatečné přiblížení atomu, kdy dochází k překrytí valenčních orbitalů
- 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.
