Kovalenta bindningar,
elektronegativitet och elektronformler
Niklas Dahrén
Innehåll
ü
ü
ü
ü
ü
ü
ü
ü
Opolära kovalentabindningar
Polärakovalentabindningar
Elektronegativitet
Pauling-skalan
Elektronformler
Strukturformler
Dubbelbindningar
Trippelbindningar
Indelning av kemiska bindningar
Kemiska
bindningar
Jonbindning
Bindningarmellanjonernaienjonförening(salt)
Metallbindning
Bindningarmellanmetallatomernaienmetall
Kovalentabindningar
Bindningarmellanatomernaienmolekyl
Bindningarmellanolikamolekyler
Intermolekylärabindningar
Bindningarmellanjonerochmolekyler
Bindningarmellanolikadelaristoramolekyler
Kovalent bindning (elektronparbindning)
ü
Kovalentbindning:Enkovalentbindninginnebäratt2atomerdelarpåvalenselektroner.Atomernahålls
ihopmedvarandraeftersomdetuppstårenattraktionmellandebådaatomkärnornaspositivaladdningoch
dedeladevalenselektronernanegativaladdning.
ü
Energinsänks:Närkovalentabindningaruppstårsänksenerginhosdeelektronersomingåribindningen
(ochdärmedatomernasomhelhet)eftersomelektronernanu”hållsfast”av2atomkärnorochdärmedav
flerprotoner.Denenergisomelektronernahadeavgesiformavvärmetillomgivningen.
ü
Fårädelgasstruktur:Näratomerslårsigsamman(2ellerfler)ochskaparkovalentabindningarmellan
varandralederdetideflestafalltillattatomernafårädelgasstruktur.Drivkraftenärdockiförstahandatt
sänkadentotalaenerginhosatomernaochädelgasstrukturärenmetodförattlyckasgöradet.
- -
..
..
....
.. Cl
Cl
....
-
+
- -
- -
-
+
- -
-
Enattraktionuppstårmellan
depositivtladdade
atomkärnornaochdenegativt
laddadeelektronernasom
finnsmellanatomkärnorna.
Det finns 2 huvudtyper av kovalenta bindningar
Jonbindning
Metallbindning
Kemiska
bindningar
Opolärakovalentabindningar
(kovalentabindningar)
Polärakovalentabindningar
Kovalentabindningar
Vätebindning
Dipol-dipolbindning
Intermolekylärabindningar
vanderWaalsbindning
(Londondispersionskrafter)
Jon-dipolbindning
(elektronparbindningar)
Kovalentabindningar
Det finns 2 huvudtyper av kovalenta bindningar
Opolära kovalenta
bindningar
Polärakovalentabindningar
Likaatomer(exaktsamma
elektronegativitet)
C-C
H-H
Cl-Cl
Olikaatomermenmed
likvärdigelektronegativitet
(under0,5)
C-H
Olikaatomerochmedtydlig
skillnadielektronegativitet
(minst0,5)
C-O
H-O
H-N
Delarlika(ellernästanlika)på
elektronerna
Delarolikapåelektronerna
(enatomdraråtsigmer)
Elektronegativitet=Enatomsförmågaattattraheraochdratillsigvalenselektroner.
Atomernas elektronegativitet avgör vem
som är bäst på att attrahera elektroner
ü
Högelektronegativitetinnebärattatomenärbrapåattattraheravalenselektroner(t.ex.deelektroner
somingåribindningenmellan2atomer).
ü
Följandefaktoreravgörenatomselektronegativitet:
§
§
Atomensradie:Storradieinnebärattvalenselektronernaintekänneravatomkärnanisärskilthöggrad.
Litenradie=högelektronegativitet.
Nettoladdningeninnanförvalensskalet:Detärdennaladdningsomvalenselektronernakännerav.Om
nettoladdningenärhög(mycketpositiv)kommervalenselektronernaattraheraskraftigt.Kallasävenför
effektivkärnladdning.
Nettoladdning:7+
Nettoladdning:6+
6e-
Radienärlikastor
hosbåda
atomerna.
Nettoladdningen
skiljersigåt.
Fluoratomenhar
högrenettoladdning.
2e-
7e2e-
8+
9+
Syreatom
Fluorharhögre
elektronegativitetänsyre
Fluoratom
Vilken atom har högst elektronegativitet?
1.Taredapå
nettoladdningen
2.Jämförradien
(antaletskal)
Nettoladdning:1+
Nettoladdning:1+
1e2e3+
1e8e2e11+
Litiumatom
Natriumatom
Svar: Bådaharnettoladdningen1+.Menlitiumharändåhögreelektronegativitetännatriumeftersom
natriumharflerskalochdärmedenstörreradie.
Pauling-skalan visar grundämnenas
elektronegativitet
Bildkälla:http://sv.wikipedia.org/wiki/Elektronegativitet
Elektronegativitet och bindningstyp
0
Opolärkovalentbindning
(Kovalentbindning)
0,5
Polärkovalentbindning
1,9
Jonbindning
ü Dessagränserärdockflytandeochberortillvissdelpåvilkaämnensombindertillvarandra.I
litteraturenangesocksåliteolikagränsvärdensådessagränsermåstetasmedennypa”salt”!
Bindningen mellan kloratomerna är en opolär
kovalent bindning
ü
Ienopolär kovalentbindningärdebådaatomernalikabra(ellernästanlikabra)påattattraherade
gemensammabindningselektronernap.g.a.samma(ellernästansamma)elektronegativitetochdärfördelar
atomernalika(ellernästanlika)påelektronerna.Elektronernakommerdärmedattbefinnasigungefärmitt
emellandebådaatomernaochvifåringentydligelektronförskjutning(laddningsförskjutning).
ü
Opolära kovalentabindningarkallasoftabaraför”kovalentbindning”.
- -
..
..
....
.. Cl
Cl
....
-
+
- -
- -
+
- -
-
Debådakloratomernahar
sammaelektronegativitetoch
kommerdärfördelaexaktlika
pådebådavalenselektronerna
somingåribindningen.
Opolär kovalent bindning mellan 2 väteatomer
Bildkälla:ByJacekFH- Own work,CCBY-SA3.0,https://commons.wikimedia.org/w/index.php?curid=2781099
Opolär kovalent bindning mellan 2 fluoratomer
Bildkälla:AvJacekFH- Egetarbete,CCBY-SA3.0,https://commons.wikimedia.org/w/index.php?curid=2781102
Bindningen mellan kol och väte räknas som en
opolär kovalent bindning
CH4
ü
Tillvänsterservisummaformeln
resp.strukturformelnfören
metanmolekyl.Imetanmolekylen
förekommerenbartkovalenta
bindningar(opolärakovalenta).
Kolochväteärväldigtlikavarandranärdetgällerförmåganattattraheragemensamma
bindningselektronerp.g.a.nästansammaelektronegativitet(detskiljer0,4).Därförräknasbindningen
mellandessaatomeroftastsomenopolär kovalentbindning(kovalentbindning)trotsattdeärolika
atomer.
Polär kovalent bindning
ü
Ienpolärkovalentbindningärdebådaatomernaolikabrapåattattraheradegemensamma
bindningselektronernap.g.a.entydligskillnadielektronegativitetmellanatomerna.
ü
Degemensammabindningselektronernakommervaraförskjutnamotdenatomsomharhögst
elektronegativitet.Detuppståralltsåenladdningsförskjutningdärdenatomsomärmestelektronegativ
kommerblilitenegativtladdad(partiellnegativladdning)medandenandraatomenblirlitepositivtladdad
(partiellpositivladdning).
ü
Namnet”polär”syftarpåattdetuppkommer2olikapoler;enpositivtladdadpolochennegativtladdad
pol.
..
..
δ.
. ..
HCl
δ+
- +
-
+
- -
-
Debådaatomernaharentydlig
skillnadiielektronegativitet.
Kloratomenärbetydligtmer
elektronegativjämförtmed
väteatomenochkommerdärför
draåtsigelektronernamer.
Fullständig eller partiell laddning
ü
Fullständigladdning:Omenatomförlorarenelektronfullständigttillenannanatomsåomvandlas
atomentillenjon.Jonenhardå+1iladdning.Detärens.k.”fullständigladdning”somhardetexakta
värdet+1.Denmottagandeatomenblirsamtidigtennegativtladdadjonmedladdningen-1.
Na+Cl
à
1e-
ü
Na+ Cl-
Natriumklorid
InatriumkloriddelarinteNaochCl pånågra
valenselektronerutanNaharheltavgivit1elektrontillCl
p.g.a.denstoraskillnadenielektronegativitetmellandessa.
Partiellladdning:Omenatomdelvisförlorarenelektrontillenannanatomgenomattelektronen
förskjutsmotdenandraatomen,dåsägermanattatomenfårenpartiellpositivladdning(delvis/tillviss
del).Atomenblirdåinteomvandladtillenjoneftersomdeninteförlorarelektronenfullständigt.Den
positivaladdningsomuppkommerärlägreän+1ochharingetexaktvärdeochdärförsägerviattdetären
partiellpositivladdning.Denmottagandeatomenblirsamtidigtpartielltnegativtladdad.Partiella
laddningarrepresenterasavdengrekiskabokstavendelta(δ)följtavettplusteckenellerminustecken(δ-
ellerδ+).
F+Hà
Fδ-:Hδ+
Vätefluorid
IvätefluoriddelarFochHpå2valenselektronermendessa
ärförskjutnamotF.Hharalltsådelvisavgivit1elektrontill
F.Dettaskerp.g.a.attFharhögreelektronegativitet.
Uppgift 1:
Vilka bindningar förekommer mellan atomerna i nedanstående
ämnen?
a)H-H
b)N-H
c)C-H
Svar:
a) Opolärkovalentbindning(kovalentbindning):2likaatomerinnebärsammaelektronegativitet.
Bådaatomernadrardärmedlikamycketidegemensammabindningselektronerna.
b) Polärkovalentbindning:2olikaatomermedentydligskillnadielektronegativitet.Kväveharhögst
elektronegativitetochkommerdärförattraheradegemensammabindningselektronernamest.
a) Opolärkovalentbindning(kovalentbindning):2olikaatomermenskillnadenielektronegativitet
mellankolochväteärsåpasslitenattviintefårnågontydligelektronförskjutning.
Elektronegativitet och bindningstyp
Bindningstyp:
Förklaring:
Skillnadielektronegativitet
mellanatomerna:
Exempel:
Opolärkovalentbindning
(kovalentbindning):
Delarlikaellernästanlika på
bindningselektronerna.
Under 0,5
C-C
C-H
Cl-Cl
Polär kovalentbindning:
Delarolikapå
Från0,5till1,9
bindningselektronerna,denena
atomenhardragittillsig
elektronernabetydligtmer.
C-O
H-Cl
O-H
Jonbindning:
Delarintealls, denenaatomen
(jonen)harlagtbeslagpå
elektronernafullständigt.
NaCl
MgF
CaO
Över1,9
ü Dessagränserärdockflytandeochberortillvissdelpåvilkaämnensombindertillvarandra.I
litteraturenangesocksåliteolikagränsvärdensådessagränsermåstetasmedennypa”salt”!
Olika bindningstyper
Typavbindning:
Ämnesexempel:
Elektronegativitetsvärden:
Skillnadielektronegativitet:
Laddningar:
Opolär kovalent
bindning:
Polärkovalentbindning: Jonbindning:
Syre (O2)
Väteklorid (HCl)
Natriumklorid (NaCl)
O=3,4O= 3,4
H= 2,1Cl= 3,0
Na=0,9Cl=3,0
0
0,9
2,1
O-O
(ingaladdningar)
H– Cl
(partiellaladdningar)
δ+
δ-
Na+Cl(fullständigaladdningar)
Bindningar och elektronegativitet
H
H
H
O
H
C
H
Cl
Cl
H
Vattenmolekyleninnehållerpolära
kovalentabindningarp.g.a.den
storaskillnadenielektronegativitet
mellanväteochsyre(1,4).
Metanmolekyleninnehålleropolära
kovalentabindningarp.g.a.denlilla
skillnadenielektronegativitetmellan
kolochväte(0,4).
Klormolekyleninnehålleropolära
kovalentabindningarp.g.a.samma
elektronegativitetmellan
kloratomerna.
Kovalenta bindningar är mellan
ickemetaller (med några få undantag)
Ämne:
Typ avgrundämnensomingår:
Bindning:
Magnesium,Mg
Enbartmetall
Metallbindning
Magnesiumklorid,MgCl2
Metall+ickemetall
Jonbindning
Klor (klorgas),Cl2
Enbartickemetaller
Kovalentbindning
Väteklorid,HCl
Enbartickemetaller
Polärkovalentbindning
Uppgift 2:
Vilka bindningar förekommer i nedanstående molekyl?
Opolärakovalentabindningar
Polärakovalentabindningar
Elektronformel och strukturformel
Elektronformel:Enelektronformelvisarenatomellermolekylsstrukturgenomattallavalenselektronerritas
ut.
: :
:
: :
:Cl Cl:
H.
Strukturformel:Enstrukturformelvisarenmolekylsstrukturgenomattbindningselektronernamellan
atomernaritasut.Detärenbartbindningselektronernasomritasut(deandraär”onödiga”)ochdessaritasut
medstreckföratttydliggörahuratomernabindermedvarandra(varjestreckmotsvarar2elektroner).
Cl- Cl
Man kan även rita elektronformler där
bindningarna är streckade
ü Detviktiganärdetgällerelektronformlerärattritautallavalenselektroner!Däremotärdet
intelikaviktigtombindningselektronernaritasutsomenskildaprickarellerhelastreck.
Dubbel- och trippelbindningar
ü Ivissamolekylermåstedeingåendeatomernadelapåflerän2elektronerförattallaingående
atomerskafåädelgasstrukturochdärmedsänkaelektronernasenergisåmycketsommöjligt(maximalt
antalbindningar).Detkandåskapasdubbel- ochtrippelbindningar.Iendubbelbindningdelaratomerna
påtotalt4elektronerochientrippelbindningdelaratomernapåtotalt6elektroner.
Hur går du tillväga när du ska rita en
elektronformel?
1.
Totalaantaletvalenselektroner:Taredapådettotalaantaletvalenselektronersomdeolika
atomernahartillsammans.Dessaskallsedanfinnasmednärduritarelektronformeln.
2.
Delatotalaantaletvalenselektronermed2:Delatotalaantaletvalenselektronerpå2,dåfårdu
totalaantaletelektronparsomskaplacerasut.Elektronernaförekommernämligen2och2runt
atomkärnorna.
3.
Ritautvalenselektronernasåattallaatomerfårädelgasstruktur:Sättutallavalenselektronerså
attallaingåendeatomerfårädelgasstruktur(ideflestamolekylerharallaingåendeatomer
ädelgasstruktur).Lösev.problemetmedattsättautdubbel- ellertrippelbindningar.
Uppgift 3:
Rita elektronformeln för koldioxid, CO2
1.
Räknatotalaantaletvalenselektroner hosdeingåendeatomerna/jonerna:
o
o
o
o
Kol=4st
O=6st
O=6st
Totalt:16st
2.
Delaantaletvalenselektronermed2:
16/2=8.8styckenelektronpar skaplacerasutruntatomkärnorna.
3.
Setillsåattallaingåendeatomerfårädelgasstruktur:
o
Placerautde8elektronparen(16valenselektronerna)såattallaingåendeatomerfårädelgasstruktur.Lös
ev.problemetmeddubbel- ellertrippelbindningar.
Kolatomeräroftastbelägnai
mittenavmolekylernaeftersom
deharförmågaattskapa4
bindningarmedandraatomer.
Uppgift 4:
Rita elektronformeln för kvävemolekylen, N2
1.
Räknatotalaantaletvalenselektroner hosdeingåendeatomerna/jonerna:
o
o
o
N=5 st
N=5 st
Totalt:10st
2.
Delaantaletvalenselektronermed2:
10/2=5.5 styckenelektronparskaplacerasutruntatomkärnorna.
3.
Setillsåattallaingåendeatomerfårädelgasstruktur:
o
Placerautde5elektronparen(10valenselektronerna)såattallaingåendeatomerfårädelgasstruktur.Lös
ev.problemetmeddubbel- ellertrippelbindningar.
Varjekväveatomhar5egna
valenselektroner.Genomattdelapå3
elektronpar såkanbåda
kväveatomernauppnåädelgasstruktur.
Uppgift 5:
Avgör vilka bindningar som förekommer i följande molekyler
H-H
Opolärkovalentenkelbindning
C=C
Opolärkovalentdubbelbindning
O-H
Polärkovalentenkelbindning
CH4
Opolärakovalentaenkelbindningar
N-H
Polärkovalentenkelbindning
--CC
Opolärkovalenttrippelbindning
H-F
Polärkovalentenkelbindning
C=O
Polärkovalentdubbelbindning
C-H
Opolärkovalentenkelbindning
O=C=O
Polärakovalentadubbelbindningar
H2OC2H5OH
Polärakovalentaenkelbindningar
Opolärakovalentaenkelbindningar
mellanCochHochpolärakovalenta
enkelbindningarmellanCochOoch
mellanOochH
SegärnaflerfilmeravNiklasDahrén:
http://www.youtube.com/Kemilektioner
http://www.youtube.com/Medicinlektioner
