Γιατί οι ομοιοπολικοί δεσμοί που ονομάζονται κατευθυντικούς δεσμούς;

Οι ομοιοπολικοί δεσμοί ονομάζονται κατευθυντικούς δεσμούς επειδή τα ζεύγη ηλεκτρονίων που σχηματίζουν τους δεσμούς εντοπίζονται σε συγκεκριμένες περιοχές του χώρου μεταξύ των ατόμων. Αυτό έρχεται σε αντίθεση με τους μεταλλικούς δεσμούς, στους οποίους τα ηλεκτρόνια είναι απομακρυσμένα και μπορούν να κινούνται ελεύθερα σε όλο το μεταλλικό πλέγμα.

Η κατεύθυνση των ομοιοπολικών δεσμών οφείλεται στο γεγονός ότι τα ατομικά τροχιακά που επικαλύπτονται για να σχηματίσουν τους δεσμούς έχουν συγκεκριμένα σχήματα. Για παράδειγμα, τα τροχιακά S είναι σφαιρικά, τα τροχιακά P είναι σε σχήμα αλτήρα και τα τροχιακά D έχουν πιο περίπλοκα σχήματα. Όταν τα τροχιακά αυτά επικαλύπτονται, σχηματίζουν ζεύγη ηλεκτρονίων που συγκεντρώνονται στις περιοχές αλληλεπικάλυψης.

Η κατεύθυνση των ομοιοπολικών δεσμών έχει σημαντικές συνέπειες για τις ιδιότητες των μορίων. Για παράδειγμα, καθορίζει τις γωνίες και τα μήκη των δεσμών και επηρεάζει επίσης το συνολικό σχήμα του μορίου. Η κατεύθυνση των ομοιοπολικών δεσμών είναι επίσης απαραίτητη για την κατανόηση των χημικών αντιδράσεων, καθώς καθορίζει τον τρόπο με τον οποίο τα άτομα μπορούν να συνδεθούν μαζί για να σχηματίσουν νέα μόρια.

Ακολουθούν ορισμένα παραδείγματα για το πώς η κατεύθυνση των ομοιοπολικών δεσμών επηρεάζει τις ιδιότητες των μορίων:

* Γωνίες δεσμών: Η γωνία δεσμού μεταξύ δύο ατόμων καθορίζεται από την επικάλυψη των ατομικών τροχιακών τους. Για παράδειγμα, σε ένα μόριο νερού, η γωνία δεσμού H-O-H είναι 104,5 μοίρες επειδή τα ωοειδή P του ατόμου οξυγόνου επικαλύπτονται με τα τροχιακά S των ατόμων υδρογόνου με τετραεδρικό τρόπο.

* μήκη δεσμών: Το μήκος του δεσμού μεταξύ δύο ατόμων καθορίζεται από την απόσταση μεταξύ των ατομικών πυρήνων τους. Το μήκος του δεσμού επηρεάζεται από το μέγεθος των ατόμων και τη δύναμη του δεσμού. Για παράδειγμα, το μήκος δεσμού C-C σε αιθάνιο είναι 1,54 Α, ενώ το μήκος δεσμού C-C στο αιθυλένιο είναι 1,34 Α. Αυτή η διαφορά στο μήκος του δεσμού οφείλεται στο γεγονός ότι ο δεσμός C-C σε αιθάνιο είναι ένας ενιαίος δεσμός, ενώ ο δεσμός C-C στο αιθυλένιο είναι ένας διπλός δεσμός.

* Μοριακό σχήμα: Το μοριακό σχήμα ενός μορίου καθορίζεται από τη διάταξη των ατόμων του και την κατευθυντικότητα των ομοιοπολικών δεσμών του. Για παράδειγμα, το μόριο του νερού είναι ένα λυγισμένο μόριο λόγω της τετραεδρικής διάταξης των ατόμων του. Το μόριο μεθανίου είναι ένα τετραεδρικό μόριο λόγω της τετραεδρικής διάταξης των τροχιακών ατόμων του άνθρακα του.

Η κατεύθυνση των ομοιοπολικών δεσμών είναι μια θεμελιώδης ιδιότητα των μορίων που έχει βαθιές επιπτώσεις στις ιδιότητες και τη συμπεριφορά τους.