הקשר הכימי

הקשר הכימי הקשרים הכימיים מחזיקים ביחד את האטומים במולקולה. האלקטרונים, בעיקר אלה המאכלסים את הרמה החיצונית (הערכיים), הם אלה המשתתפים ביצירת הקישור הכימי. הקשר הכימי נוצר כך שכל אטום מגיע לסידור אלקטרוני יציב במיוחד, שבו נמצאים שמונה אלקטרונים ברמה החיצונית שלו. זהו כלל האוקטט. סוג הקשר קובע במידה רבה את תכונות התוצר. ישנם שני סוגים של קשר כימי: יוני וקוולנטי (טהור וקוטבי).

קשר יוני קשר שבו אלקטרונים עוברים מאטום אחד לאחר. נוצרים יונים חיוביים (קטיונים) ויונים שליליים (אניונים) המושכים האחד את השני בכוחות אלקטרוסטטיים. קשרים יוניים נוצרים בדרך כלל בין מתכות לאלמתכות. לדוגמא: יצירת קשר יוני בין נתרן לכלור Na + Cl  [Na]+[Cl]- למעשה, כל קטיון מוקף באניונים, וכל אניון בקטיונים, במבנה של גביש (שריג) יוני.

יצירת שריג יוני של NaCl

יצירת שריג יוני של NaCl

תגובה בין אשלגן לכלור

הולכת חשמל של תרכובות יוניות

קיים בין אל מתכות ויכול להיות בין אטומים זהים או שונים קשר קוולנטי נוצר על ידי שיתוף של זוג או זוגות של אלקטרונים קיים בין אל מתכות ויכול להיות בין אטומים זהים או שונים דוגמאות N2, O2, diamond, graphite CO2 SO2 CCl4 SiCl4 +

הקשר הקוולנטי אטומים משתפים אלקטרונים על מנת להשלים את הרמה לקונפיגורציה של גז אציל הכי קרוב עליו. השלמת את הרמה ל"8" אלקטרונים נקראת כלל האוקטט רוב האל מתכות מקיימים את כלל האוקטט אך ישנם מספר מקרים יוצא מן הכלל לדוגמה: שאינם מגיעים ל- 8 אלקטרוניםAl in AlCl3 בין אלה שעוברים את הכלל ומקיימים את אוקטט מורחבSF6

H H H H H H מימן אטום מימן אחד צריך אטום מימן אחר צריך אלקטרון נוסף על מנת להשלים את הרמה אטום מימן אחר צריך גם הוא אלקטרון נוסף על מנת להשלים את הרמה שני האטומים משתפים כל אחד את האלקטאון שלהם ומייצרים קשר כך נוצרת מולקולה של מימן כיצד נתאר את הקשר? H H H H

H Cl H Cl Cl H מימן כלורי אטום כלור בעל 7 אלקטרונים צריך אלקטרון נוסף על מנת להשלים את הרמה אטום מימן צריך אלקטרון נוסף על מנת להשלים את הרמה שני האטומים משתפים כל אחד אלקטרון ומייצרים מולקולה H Cl H Cl

מתאן H H C אטום הפחמן צריך 4 אלקטרונים על מנת להשלים את ה"אוקטט" H C H H H H 4 אטומי מימן משתפים אלקטרון אחד כל אחד כך נוצרים 4 קשרים קוולנטים אחידים

H N H N H N H H אמוניה H H H מבנה המולקולה: לאטום חנקן 5 אלקטרונים ברמה החיצונית לכן הוא צריך עוד 3 להשלמת הרמה זוג של אלקטרונים נותר ללא קישור

O H O H O H מים H H מבנה המולקולה: לאטום חמצן 6 אלקטרונים ברמה החיצונית לכן הוא צריך עוד 2 להשלמת הרמה שתי זוגות של אלקטרונים נותרו ללא קישור

חמצן O O O O O O

"יכולת של אטום כלשהו למשוך אליו זוג האלקטרונים בקשר הקוולנטי" אלקטרושליליות "יכולת של אטום כלשהו למשוך אליו זוג האלקטרונים בקשר הקוולנטי" אטומים זהים הם בעלי אותה אלקטרושליליות – הם מושכים את האלקטרונים במידה שווה וכתוצאה מכך נוצר קשר לא קוטבי. אטומים שונים הם בעלי אלקטרושליליות שונה – הם מושכים את האלקטרונים במידה שונה וכתוצאה מכך נוצר קשר קוטבי.

קשר קוולנטי מקוטב קשר קוולנטי מקוטב הוא קשר קוולנטי שבו האלקטרונים אינם משותפים באופן שווה בין שני האטומים. האלקטרונים זזים לכיוון האטום האלקטרושלשלי יותר. לדוגמא: מולקולת המים H2O מכילה את הקשר O-H. החמצן הוא אטום אלקטרושלילי יותר מהמימן. זהו קשר מקוטב. מולקולות המכילות אזורים עם ריכוז מטען חיובי וריכוז מטען שלילי נקראות דיפול (דו-קוטב).

קשר קוולנטי מקוטב

+δ מסמל ריכוז יחסית גבוה של מטען חיובי. -δ מסמל ריכוז יחסית גבוה של מטען שלילי.

דרגת פאולינג Pauling Scale מאפשרת לנו לקבוע האם הקשר הוא קוטבי או לא אלקטרושליליות דרגת פאולינג Pauling Scale מאפשרת לנו לקבוע האם הקשר הוא קוטבי או לא ערכו משתנה לאורך הטבלה

אלקטרושליליות אלקטרושליליות עולה

הפרשי אלקטרושליליות וסוג הקשר

הפרשי אלקטרושליליות וסוג הקשר

קשר C- O 2.5 – 3.5 = 1 קשר קוטבי קשר C- Cl 2.5 – 3.0 = 0.5 קשר קוטבי

חריגות מכלל האוקטט לפי מודל לואיס א- אוקטט חסר פחות מ – 8 אלקטרונים סביב האטום המרכזי . לדוגמא: BF3 , HgCl2

חריגות מכלל האוקטט לפי מודל לואיס ב- אוקטט מורחב יותר מ – 8 אלקטרונים סביב האטום המרכזי. לדוגמא: PCl5 , SF6

קשר קוולנטי קואורדינטיבי קשר קוולנטי שבו זוג אלקטרוני הקשר הקוולנטי נתרם על ידי אחד מהאטומים הקשורים ולא על ידי שניהם.

מבנה לואיס של מולקולות מודל לואיס לא מאפשר חיזוי של הגיאומטריה של המולקולה.

אנרגיית הקשר