Ďaleko od poslednej úlohy na chemickej úrovni usporiadania sveta zohráva metóda spájania štruktúrnych častíc, prepájania. Prevažná väčšina jednoduchých látok, a to nekovov, má kovalentný nepolárny typ väzby, s výnimkou inertných plynov. Kovy vo svojej čistej forme majú špeciálny spôsob väzby, ktorý sa realizuje prostredníctvom socializácie voľných elektrónov v kryštálovej mriežke.
Všetky zložité látky (okrem niektorých organických) majú kovalentné polárne chemické väzby. Typy a príklady týchto zlúčenín budú diskutované nižšie. Medzitým je potrebné zistiť, ktorá charakteristika atómu ovplyvňuje polarizáciu väzby.
Elektronegativita
Atómy, respektíve ich jadrá (ktoré, ako vieme, sú kladne nabité) majú schopnosť priťahovať a udržiavať elektrónovú hustotu najmä pri tvorbe chemickej väzby. Táto vlastnosť sa nazývala elektronegativita. V periodickej tabuľke jej hodnota rastie v obdobiach a hlavných podskupinách prvkov. Hodnota elektronegativity nie je vždy konštantná a môže sa meniť napríklad pri zmene typu hybridizácie, žeatómové orbitály.
Chemické väzby, ktorých typy a príklady budú uvedené nižšie, alebo skôr lokalizácia alebo čiastočné premiestnenie týchto väzieb na jedného z väzbových účastníkov, sa vysvetľuje práve elektronegatívnou charakteristikou jedného alebo druhého prvku. Posun nastáva k atómu, pre ktorý je silnejší.
Kovalentná nepolárna väzba
„Vzorec“kovalentnej nepolárnej väzby je jednoduchý – dva atómy rovnakej povahy spájajú elektróny svojich valenčných obalov do spoločného páru. Takáto dvojica sa nazýva zdieľaná, pretože rovnako patrí obom účastníkom väzby. Práve vďaka socializácii elektrónovej hustoty vo forme elektrónového páru prechádzajú atómy do stabilnejšieho stavu, keď dotvárajú svoju vonkajšiu elektronickú úroveň a „oktet“(alebo „dublet“v prípade jednoduchá vodíková látka H2, má jeden s-orbitál, na dokončenie sú potrebné dva elektróny) je stav vonkajšej úrovne, do ktorej ašpirujú všetky atómy, keďže jej naplnenie zodpovedá stav s minimálnou energiou.
Príklad nepolárnej kovalentnej väzby existuje v anorganickej a bez ohľadu na to, ako zvláštne to môže znieť, ale aj v organickej chémii. Tento typ väzby je vlastný všetkým jednoduchým látkam - nekovom, okrem vzácnych plynov, pretože valenčná hladina atómu inertného plynu je už dokončená a má oktet elektrónov, čo znamená, že väzba s podobným netvorí zmysel a je ešte menej energeticky prospešný. V organických látkach sa v jednotlivých molekulách vyskytuje nepolaritaurčitú štruktúru a je podmienený.
Kovalentná polárna väzba
Príklad nepolárnej kovalentnej väzby je obmedzený na niekoľko molekúl jednoduchej látky, zatiaľ čo dipólové zlúčeniny, v ktorých je hustota elektrónov čiastočne posunutá smerom k elektronegatívnejšiemu prvku, sú prevažnou väčšinou. Akákoľvek kombinácia atómov s rôznymi hodnotami elektronegativity dáva polárnu väzbu. Najmä väzby v organických látkach sú kovalentné polárne väzby. Niekedy sú polárne aj iónové, anorganické oxidy a v soliach a kyselinách prevláda iónový typ väzby.
Ako extrémny prípad polárnej väzby sa niekedy považuje iónový typ zlúčenín. Ak je elektronegativita jedného z prvkov výrazne vyššia ako druhého, elektrónový pár sa úplne posunie zo stredu väzby k nemu. Takto dochádza k separácii na ióny. Ten, kto získa elektrónový pár, sa zmení na anión a získa záporný náboj, a ten, kto stratí elektrón, sa zmení na katión a stane sa pozitívnym.
Príklady anorganických látok s typom kovalentnej nepolárnej väzby
Látky s kovalentnou nepolárnou väzbou sú napríklad všetky binárne molekuly plynu: vodík (H - H), kyslík (O=O), dusík (v jeho molekule sú 2 atómy spojené trojitou väzbou (N=N)); kvapaliny a tuhé látky: chlór (Cl - Cl), fluór (F - F), bróm (Br - Br), jód (I - I). Rovnako ako zložité látky pozostávajúce z atómov rôznych prvkov, ale so skutočnými rovnakýmihodnota elektronegativity, napríklad hydrid fosforu - pH3.
Organické a nepolárne viazanie
Je jasné, že všetka organická hmota je zložitá. Vzniká otázka, ako môže existovať nepolárna väzba v komplexnej látke? Odpoveď je celkom jednoduchá, ak uvažujete trochu logicky. Ak sa hodnoty elektronegativity spojených prvkov nevýznamne líšia a nevytvárajú v zlúčenine dipólový moment, možno takúto väzbu považovať za nepolárnu. Toto je presne situácia s uhlíkom a vodíkom: všetky väzby C-H v organických látkach sa považujú za nepolárne.
Príkladom nepolárnej kovalentnej väzby je molekula metánu, najjednoduchšej organickej zlúčeniny. Pozostáva z jedného atómu uhlíka, ktorý je podľa svojej mocnosti spojený jednoduchými väzbami so štyrmi atómami vodíka. Molekula v skutočnosti nie je dipól, pretože v nej nie je žiadna lokalizácia nábojov, do určitej miery kvôli tetraedrickej štruktúre. Elektrónová hustota je rovnomerne rozložená.
Príklad nepolárnej kovalentnej väzby existuje v zložitejších organických zlúčeninách. Realizuje sa vďaka mezomérnym efektom, t. j. postupnému stiahnutiu elektrónovej hustoty, ktorá rýchlo mizne pozdĺž uhlíkového reťazca. Takže v molekule hexachlóretánu je väzba C-C nepolárna v dôsledku rovnomerného ťahania elektrónovej hustoty šiestimi atómami chlóru.
Iné typy odkazov
Okrem kovalentnej väzby, ktorá sa mimochodom môže uskutočniť aj podľa mechanizmu donor-akceptor, existujú iónové, kovové avodíkové väzby. Stručné charakteristiky predposledných dvoch sú uvedené vyššie.
Vodíková väzba je medzimolekulárna elektrostatická interakcia, ktorá sa pozoruje, ak má molekula atóm vodíka a akýkoľvek iný atóm, ktorý má nezdieľané elektrónové páry. Tento typ väzby je oveľa slabší ako ostatné, ale vzhľadom na skutočnosť, že v látke môže vzniknúť veľa týchto väzieb, výrazne prispieva k vlastnostiam zlúčeniny.
