Μονοί, διπλοί και τριπλοί δεσμοί

Οι απλοί, οι διπλοί και οι τριπλοί δεσμοί είναι τρεις τύποι ομοιοπολικών δεσμών που περιλαμβάνουν κυρίως αμέταλλα. Τα άτομα σχηματίζουν αυτούς τους δεσμούς ως τρόπο απόκτησης της πιο σταθερής διαμόρφωσης ηλεκτρονίων, σύμφωνα με τον κανόνα της οκτάδας. Δεδομένου ότι τα μέταλλα χρειάζονται συνήθως περισσότερα από τρία ηλεκτρόνια για να το επιτύχουν αυτό, λιγότερο συχνά σχηματίζουν αυτούς τους τύπους δεσμών. Ακολουθεί μια πιο προσεκτική ματιά στους απλούς, διπλούς και τριπλούς δεσμούς, μαζί με παραδείγματα κάθε τύπου και των ιδιοτήτων τους.

Επισκόπηση της ομοιοπολικής σύνδεσης

Ο Irving Langmuir περιέγραψε για πρώτη φορά την ομοιοπολικότητα στο άρθρο του το 1919 «The Arrangement of Electrons in Atoms and Molecules» στο Journal of the American Chemical Society . Σύμφωνα με τον Langmuir, το ομοιοπολικό είναι ο αριθμός των ζευγών ηλεκτρονίων που μοιράζονται μεταξύ ενός ατόμου και του γείτονά του.

• Δύο άτομα σχηματίζουν δεσμό για να αυξήσουν τη σταθερότητά τους, με αποτέλεσμα την απώλεια ενέργειας. Με άλλα λόγια, ο σχηματισμός ομοιοπολικού δεσμού είναι μια εξώθερμη διαδικασία.
• Ο σχηματισμός ομοιοπολικού δεσμού συμβαίνει μεταξύ των ηλεκτρονίων σθένους δύο ατόμων.
• Η μέγιστη σταθερότητα προκύπτει όταν τα άτομα επιτυγχάνουν την πλησιέστερη διαμόρφωση ευγενούς αερίου. Ένα γεμάτο κέλυφος είναι πιο σταθερό, ακολουθούμενο από ένα μισογεμάτο κέλυφος.
• Το αν ένα άτομο σχηματίζει έναν απλό, διπλό ή τριπλό δεσμό εξαρτάται από το πόσα ηλεκτρόνια χρειάζεται για να επιτύχει την πιο σταθερή διαμόρφωση ηλεκτρονίων.

Single Bond

Ένας ενιαίος δεσμός είναι ένας ομοιοπολικός δεσμός που προκύπτει όταν δύο άτομα μοιράζονται ένα ζεύγος ηλεκτρονίων. Τα άτομα που σχηματίζουν αυτόν τον τύπο δεσμού απέχουν ένα ηλεκτρόνιο από μια διαμόρφωση ευγενών αερίων, επομένως στοιχεία που συμμετέχουν σε απλούς δεσμούς είναι το υδρογόνο και τα αλογόνα, μεταξύ τους ή με άλλα στοιχεία. Υπάρχουν κάποιες εξαιρέσεις. Ο συμβολισμός για έναν απλό δεσμό είναι μια απλή παύλα μεταξύ των ατόμων, όπως H-H ή Cl-Cl.

Παραδείγματα απλών δεσμών είναι το H₂ (υδρογόνο, Η-Η), F₂ (φθόριο, F-F), μερικά άλλα διατομικά μόρια, υδροχλωρικό οξύ (HCl, H-Cl), μεθάνιο (CH₄ ), και NH₃ (αμμωνία).

Συνήθως, ένας απλός δεσμός είναι δεσμός σίγμα, αν και ο δεσμός στο διβόριο (B₂ ) είναι ένας δεσμός pi. Ένας δεσμός σίγμα σχηματίζεται με μετωπική επικάλυψη των τροχιακών σ. Σε αντίθεση με τους διπλούς και τριπλούς δεσμούς, τα άτομα είναι ελεύθερα να περιστρέφονται γύρω από έναν απλό δεσμό.

Διπλό Ομόλογο

Ένας διπλός δεσμός σχηματίζεται όταν δύο άτομα μοιράζονται δύο ζεύγη ηλεκτρονίων ή έξι ηλεκτρόνια. Το σύμβολο για αυτό είναι μια διπλή παύλα ή σύμβολο ίσου μεταξύ των δύο ατόμων, όπως O=O. Ο άνθρακας και τα μέλη της οικογένειας των στοιχείων του οξυγόνου (τα χαλκογόνα) συμμετέχουν σε διπλούς δεσμούς.

Παραδείγματα διπλών δεσμών είναι ο O₂ (οξυγόνο, O=O), CO₂ (διοξείδιο του άνθρακα, O=C=O) και C₂ H₂ (αιθυλένιο, H-C=C-H).

Ο διπλός δεσμός αποτελείται από έναν δεσμό σίγμα (σ) και έναν δεσμό pi (π). Ένας δεσμός pi σχηματίζεται από την πλάγια επικάλυψη του p τροχιακά.

Τριπλός δεσμός

Ένας τριπλός δεσμός σχηματίζεται όταν δύο άτομα μοιράζονται τρία ζεύγη ηλεκτρονίων. Το σύμβολο για τον τριπλό δεσμό είναι μια τριπλή παύλα, όπως στο N≡ Ν. Ο πιο συνηθισμένος τριπλός δεσμός εμφανίζεται μεταξύ δύο ατόμων άνθρακα στα αλκίνια. Το άζωτο σχηματίζει επίσης τριπλούς δεσμούς με τον εαυτό του και με τον άνθρακα.

Παραδείγματα μορίων με τριπλούς δεσμούς περιλαμβάνουν το άζωτο (N₂ , Ν≡ Ν), μονοξείδιο του άνθρακα (CO, C≡). Ο), ακετυλένιο (C₂). H₂ , H-C≡ C-H), και κυανογόνο (C₂). N₂ , Ν≡ Γ-Γ≡ Ν).

Ένας τριπλός δεσμός αποτελείται από έναν δεσμό σίγμα και δύο δεσμούς pi.

Σύγκριση απλών, διπλών και τριπλών ομολόγων

	Ενιαίο Ομόλογο	Διπλό Ομόλογο	Τριπλό Ομόλογο
Ηλεκτρόνια σθένους	Μοιραστείτε 1 ζευγάρι (2 ηλεκτρόνια)	Μοιραστείτε 2 ζεύγη (4 ηλεκτρόνια)	Μοιραστείτε 3 ζεύγη (6 ηλεκτρόνια)
Μήκος ομολόγου	Μεγαλύτερη	Ενδιάμεσο	Σύντομο
Ισχύς δεσμού	Πιο αδύναμο	Ενδιάμεσο	Πιο δυνατός
Αντιδραστικότητα	Χαμηλότερο	Ενδιάμεσο	Υψηλότερο
Περιστροφή γύρω από τον δεσμό	Ναι	Όχι	Όχι
Τροχιακά	Ένα σίγμα	Ένα σίγμα, ένα π	Ένα σίγμα, δύο π
Σημείωση	Μονή παύλα (C-C)	Διπλή παύλα (C=C)	Τριπλή παύλα (C≡ Γ)

Αναφορές

• McMurry, John (2016). Χημικός y (7η έκδ.). Pearson. ISBN 978-0-321-94317-0.
• Miessler, Gary L.; Tarr, Donald Arthur (2004). Ανόργανη Χημεία . Prentice Hall. ISBN 0-13-035471-6.
• Pauling, L. (1960). The Nature of the Chemical Bond . Cornell University Press.
• Pyykkö, Pekka; Riedel, Sebastian; Patzschke, Michael (2005). «Ομοιοπολικές ακτίνες τριπλού δεσμού». Chemistry:A European Journal . 11 (12):3511–20. doi:10.1002/chem.200401299
• Weinhold, F.; Landis, C. (2005). Σθένος και Δέσμευση . Cambridge. ISBN 0-521-83128-8.