Ero vety- ja kovalenttisen sidoksen välillä

Vety- ja kovalenttinen sidos

Kemialliset sidokset pitävät atomeja ja molekyylejä yhdessä. Sidokset ovat tärkeitä määritettäessä molekyylien ja atomien kemiallista ja fysikaalista käyttäytymistä. Kuten amerikkalainen kemisti G.N.Lewis ehdottaa, atomit ovat stabiileja, kun niiden valenssikuoressa on kahdeksan elektronia. Suurimmalla osalla atomeista on valenssikuorissaan alle kahdeksan elektronia (paitsi jaksollisen ryhmän 18 jalokaasut); sen vuoksi ne eivät ole vakaita. Näillä atomeilla on taipumus reagoida keskenään vakaiksi. Siten jokainen atomi voi saavuttaa jalokaasun elektronisen konfiguraation. Kovalenttinen sidos on yksi sellainen kemiallinen sidos, joka yhdistää atomit kemiallisissa yhdisteissä. Vety sidokset ovat molekyylien välisiä vetovoimia molekyylien välillä.

Vety sidokset

Kun vety on kiinnitetty elektronegatiiviseen atomiin, kuten fluori, happi tai typpi, seurauksena on polaarinen sitoutuminen. Elektronegatiivisuuden takia sidoksen elektronit vetoavat enemmän elektronegatiiviseen atomiin kuin vetyatomiin. Siksi vetyatomi saa osittaisen positiivisen varauksen, kun taas enemmän sähköä negatiivinen atomi saa osittaisen negatiivisen varauksen. Kun kaksi molekyyliä, joilla on tämä varaerotus, ovat lähellä, vedyn ja negatiivisesti varautuneen atomin välillä on vetovoima. Tämä vetovoima tunnetaan vedyn sidoksena. Vety sidokset ovat suhteellisen vahvempia kuin muut dipoli-vuorovaikutukset, ja ne määräävät molekyylin käyttäytymisen. Esimerkiksi vesimolekyyleillä on molekyylien välinen vety-sidos. Yksi vesimolekyyli voi muodostaa neljä vety sidosta toisen vesimolekyylin kanssa. Koska hapnolla on kaksi yksinäistä paria, se voi muodostaa kaksi vety sidosta positiivisesti varautuneella vedyllä. Sitten kaksi vesimolekyyliä voidaan kutsua dimeriksi. Jokainen vesimolekyyli voi sitoutua neljän muun molekyylin kanssa vedyn sitoutumiskyvyn vuoksi. Tämä johtaa veden korkeampaan kiehumispisteeseen, vaikka vesimolekyylin molekyylipaino on pieni. Siksi vety sidosten katkaisemiseen tarvittava energia kaasumaiseen vaiheeseen on suuri. Lisäksi vety sidokset määrittävät jään kiderakenteen. Jäähilan ainutlaatuinen järjestely auttaa sitä kellumaan vedessä ja suojaa siten vesielämää talvikaudella. Muu kuin tämä, vety-sidoksella on tärkeä rooli biologisissa järjestelmissä. Proteiinien ja DNA: n kolmiulotteinen rakenne perustuvat yksinomaan vety sidoksille. Vety sidokset voidaan tuhota kuumentamalla ja mekaanisilla voimilla.

Kovalenttiset sidokset

Kun kaksi atomia, joilla on samanlainen tai erittäin pieni elektronegatiivisuusero, reagoivat yhdessä, ne muodostavat kovalenttisen sidoksen jakamalla elektroneja. Molemmat atomit voivat saada jalokaasujen elektronisen konfiguraation jakamalla elektronit tällä tavalla. Molekyyli on tuote, joka johtuu kovalenttisten sidosten muodostumisesta atomien välille. Esimerkiksi kun samat atomit yhdistetään muodostamaan molekyylejä kuten Cl₂, H₂, tai P₄, kukin atomi on sitoutunut toiseen kovalenttisella sidoksella. Metaanimolekyyli (CH₄) on myös kovalenttisia sidoksia hiili- ja vetyatomien välillä. Metaani on esimerkki molekyylille, jolla on kovalenttisia sidoksia atomien välillä, joilla on hyvin pieni elektronegatiivisuusero.