Molekyylien sidokset Juha Taskinen 28.8.2006

Molekyylien muodostuminen atomeista Jalokaasut omaavat hyvin pysyvän elektronirakenteen, uloimmalla elektroni-kuorella kahdeksan elektronia = oktetti (paitsi heliumilla kaksi) Muiden alkuaineiden atomit pyrkivät saamaan samanlaisen elektronirakenteen Yksi tapa on muodostaa yhteisiä elektroni-pareja, jolloin muodostuu molekyylejä

Yhteistä elektroniparia kutsutaan kovalenttiseksi sidokseksi Kyseessä vahva atomien välinen sidos Esim. vetymolekyylin (H2) muodostuminen, vety-atomilla yksi elektroni uloimmalla kuorella Tällöin muodostuu yksinkertainen kovalenttinen sidos = yksi yhteinen elektronipari H H + H · · H H - H eli H2 +

Esim. happimolekyylin (O2) muodostuminen, happiatomilla kuusi elektronia uloimmalla kuorella Tällöin muodostuu kovalenttinen kaksoissidos = kaksi yhteistä elektroniparia O O + O + O O = O eli O2

Esim. Typpimolekyylin (N2) muodostuminen, typpiatomilla viisi elektronia uloimmalla kuorella Tällöin muodostuu kovalenttinen kolmoissidos = kolme yhteistä elektroniparia N N + N N N N eli N2 +

Kovalenttisen sidoksen poolisuus Tutkittaessa sidoksen poolisuutta käytetään apuna elektronegatiivisuutta Elektronegatiivisuus kuvaa atomin kykyä vetää puoleensa yhteisiä sidoselektroneja Elektronegatiivisuusarvot muuttuvat säännöllisesti jaksollisessa järjestelmässä

Kovalenttinen sidos voi olla Poolinen Cl H-Cl H 2,1 3,0 Kloorin elektronegatiivisuusarvo on suurempi, joten, se vetää yhteistä elektroniparia voimak- kaammin puoleensa

Kovalenttinen sidos voi olla Pooliton H H H-H 2,1 2,1 Elektronegatiivisuusarvojen ollessa samat sidoselektronit jakautuvat tasan

Molekyyli voi olla 2δ- poolinen O δ+ H δ- Cl H H δ+ δ+ 3,5 O δ+ H δ- Cl H H 2,1 2,1 2,1 δ+ δ+ 3,0 Tällöin kovalenttiset sidokset ovat poolisia ja molekyylien muodosta johtuen syntyy pienet positiiviset (σ+) ja negatiiviset (σ-) sähköiset osittaisvaraukset molekyylien eri päihin

Molekyyli voi olla pooliton O O C H H δ- δ- 2δ+ H – H O = C = O 2,5 O O C H H 3,5 3,5 δ- δ- 2,1 2,1 2δ+ H – H O = C = O eli CO2 Tällöin joko kovalenttinen sidos on pooliton tai molekyylin symmetrinen muoto kumoaa kova- lenttisten sidosten poolisuuden

Molekyylin poolisuuteen vaikuttavat siis kovalenttisen sidoksen poolisuus ja molekyylin muoto

Molekyylien välisten sidosten vahvuus Poolittomien välillä dispersiovoimat Poolisten välillä dipoli-dipoli- tai vetysidos heikoin voimakkain Vetysidoksia syntyy sellaisten molekyylien välille, joissa vetyatomi on sitoutunut pieneen elektronegatiiviseen atomiin (typpi, happi tai fluori)