Legături Chimice în Mecanica Cuantică

TIPURI DE LEGATURI CHIMICE.

Sub forma de atomi liberi stabili (în conditiile ce domnesc curent la suprafata planetei noastre) exista numai gazele rare si metalele în stare de vapori. Atomii celorlalte elemente se gasesc combinati fie între ei, fie, mai ales, cu atomii altor elemente. Majoritatea substantelor din natura s-au obtinute artificial sunt combinatii între atomi diferiti.

Unul din obiectivele principale ale chimiei este de a stabili si de ce se combina atomii între ei. Un altul este fireste de a determina structura si proprietatile compusilor chimici care iau nastere din împreunarea atomilor.

Studiul îndelungat al substantelor a condus la concluzia ca exista trei moduri principale, distincte, prin care atomii se pot uni între ei, sau trei tipuri de legaturi chimice:

1. legatura ionica sau electrovalenta

2. legatura covalenta sau covalenta

3. legatura metalica

Ionii fiind atomi sau grupe de atomi ce poarta sarcini electrice pozitive sau negative, legaturile ionice nu sunt altceva decât atractii electrostatice între sarcini de semn contrar, conform legii lui Coulomb. Fiecare ion poate purta una sau mai multe sarcini electrice. Compusii ionici sunt electroneutrii, suma sarcinilor pozitive dintr-o cantitate data de compus ionic fiind egala cu suma sarcinilor negative.

Covalenta, spre deosebire de electrovalenta, este o legatura adevarata. Atomii legati covalent ocupa pozitii fixe unii fata de altii, formând la un loc o molecula cu structura definitiva. Tot prin covalenta sunt legati atomii si în ionii compusi din mai multi atomi, numiti ioni complecsi. Acestia sunt, de fapt, niste molecule purtând sarcini electrice.

Legatura metalica, ce apare numai între atomii metalelor, în stare solida sau lichida, se caracterizeaza printre altele prin aceea ca îngaduie unora din electroni sa circule cu mare usurinta de la un atom la altul.

În afara de aceste trei tipuri de legaturi chimice fundamentale se mai cunoaste si un alt gen de legaturi mai slabe între molecule. Cele mai întâlnite sunt asa-numitele legaturi van der Walls si legaturile de hidrogen.

LEGATURA IONICA

FACTORII CARE DETERMINA NATURA LEGATURII CHIMICE.

Atomii la temperatura nu prea înalta, se combina între ei sau cu atomii altor elemente. Prin acest proces se degaja energie. Combinându-se, atomii dau nastere unor sisteme mai sarace în energie, deci mai stabile, decât daca ar ramâne în stare libera.

Prin combinarea atomilor pot lua nastere trei tipuri de legaturi chimice: legaturi ionice, legaturi covalente si legaturi metalice.

O privire aruncata asupra sistemului periodic ne arata ca elementele apartinând grupelor din stânga tabelului (metale alcaline si alcalino-pamântoase) poseda electroni putini în stratul de valenta si pot deci forma usor cationi prin pierderea acestora. Elementele din dreapta tabelului (halogenii, oxigenul, sulful etc.) au nevoie numai de putini electroni pentru asi completa octetele si a forma anioni. Teoria electronica prevede deci, si experienta confirma, ca elementele din primele doua grupe ale sistemului periodic au o mare tendinta de a forma, cu cele din ultimele doua, legaturi ionice.

Pe de alta parte, atomii elementelor din jumatatea dreapta a sistemului periodic ( grupele IVa, Va, VIa, si VIIa) formeaza usor legaturi covalente, de ex. legaturi F—F, NaN, C—C, C—H, N—H etc. În sfârsit, elementele din partea stânga inferioara a sistemului periodic, precum si elementele tranzitionale formeaza legaturi metalice. Fireste, aceste simple constatari sunt prea generale si calitative pentru a servi în practica.