Lärandemål
- Definiera en enkel kovalent bindning.
- Rita Lewis dot-strukturer för molekyler som innehåller enkla kovalenta bindningar.
Vad håller ihop molekyler?
I en eller annan form har idén om att atomer kopplas samman för att bilda större substanser funnits med oss länge. Den grekiske filosofen Demokrit (460-370 f.Kr.) trodde att atomer hade krokar på sig som gjorde det möjligt för atomer att koppla ihop sig med varandra.
I dag tror vi att atomer hålls samman av bindningar som bildas när två atomer delar en uppsättning elektroner, en mycket mer komplicerad bild än de enkla krokar som Demokrit föredrog.
En kovalent bindning bildas när två orbitaler med en elektron vardera överlappar varandra. För vätemolekylen kan detta visas som:
När H2-molekylen bildas måste de delade elektronerna ha motsatt spinn, så de visas med motsatt spinn i atomens 1 s-orbital.
Halogenerna bildar också enkla kovalenta bindningar i sina diatomära molekyler. En atom av någon halogen, till exempel fluor, har sju valenselektroner. Dess oparade elektron är placerad i 2p-orbitalen.
De enskilda elektronerna i den tredje 2 p-orbitalen kombineras för att bilda den kovalenta bindningen:
Figur 1. Till vänster är en fluoratom med sju valenselektroner. Till höger är F2-molekylen.
Den diatomära fluormolekylen (F2) innehåller ett enda delat elektronpar. Varje F-atom har också tre elektronpar som inte delas med den andra atomen. Ett ensamt par är ett elektronpar i en Lewis elektronpunktsstruktur som inte delas mellan atomer. Syreatomen i vattenmolekylen som visas nedan har två ensamma elektronpar. Varje F-atom har tre ensamma par. Tillsammans med de två elektronerna i den kovalenta bindningen följer varje F-atom oktettregeln.
Exempelproblem: Lewis elektronpunktstrukturer
Rita upp Lewis elektronpunktstruktur för vatten.
Steg 1: Lista de kända storheterna och planera problemet
Kända
- Molekylformeln för vatten = H 2 O
- 1 O-atom = 6 valenceelektroner
- 2 H-atomer = 2 × 1 = 2 valenceelektroner
- Totalt antal valenceelektroner = 8
Använd det periodiska systemet för att bestämma antalet valenceelektroner för varje atom och det totala antalet valenceelektroner. Ordna atomerna och fördela elektronerna så att varje atom följer oktettregeln. Syreatomen kommer att ha 8 elektroner, medan väteatomerna kommer att ha 2 vardera.
Steg 2: Lös
Elektronpunktdiagrammen för varje atom är:
Varje väteatom med sin enda elektron kommer att bilda en kovalent bindning med syreatomen där den har en enda elektron. Den resulterande Lewis-elektronpunktstrukturen är:
Steg 3: Tänk på ditt resultat.
Syreatomen följer oktettregeln med två par bindningselektroner och två ensamma par. Varje väteatom följer oktettregeln med ett bindningselektronpar.
Sammanfattning
- Kovalenta bindningar bildas när elektroner i två atomer bildar överlappande banor.
- Lone pair electrons in an atom are not shared with another atom.
Practice
Read the article and practice drawing Lewis structures for some of the single covalent bond compounds listed at the end.
http://www2.fiu.edu/~landrumj/LewisStructures.pdf
Review
- How does a covalent bond form?
- What do the spins of the shared electrons need to be?
- Do lone pair electrons form covalent bonds?
Glossary
- lone pair: A pair of electrons in a Lewis electron-dot structure that is not shared between atoms.