Chemická vazba: Porovnání verzí

Smazaný obsah Přidaný obsah
Oprava odkazů: Jednoduchá vazba a čtverná vazba
m lf, typografie, ref fix
Řádek 1:
'''Chemická vazba''' je silová [[interakce]] poutající navzájem sloučené [[atom]]y, která je energeticky stabilizuje a vede ke vzniku [[Molekula|molekuly]]. Vzniklá molekula má potom nižší energii, než měly původní atomy před sloučením. Základ všech vazeb spočívá ve společném sdílení nebo předávání vazebných elektronů příslušnými částicemi.
 
== Parametry chemické vazby ==
'''Vazebná energie''' - energie, která se uvolní při vzniku vazby, čím větší je její hodnota, tím pevněji jsou atomy k sobě vázány. Vyjadřuje se v jednotkách energie, nejčastěji v elektronvoltech. Z praktických důvodů se vztahuje na energii jednoho molu, pak se udává v jednotkách kJ/mol.
 
'''Disociační energie vazby''' - energie, kterou je nutno dodat, aby se opět vazba rozštěpila. Na základě zákona o zachování energie je číselně rovna energii, která se uvolnila při vzniku vazby, ovšem má opačné znaménko.
 
'''Délka vazby''' - mezijaderná vzdálenost (vzdálenost mezi středy atomů spojených vazbou). Nelze ji vypočítat z teorie, lze ji změřit. Zjišťuje se metodami elektronové a neutronové difrakce, difrakce rentgenových paprsků nebo metodami spektrálními. Vyjadřuje se v pikometrech. Závisí na rozměrech jednotlivých atomů, [[kovalentní vazba|řádu vazby]] (vazba vyššího řádu je kratší), typu [[hybridizace orbitalů|hybridizace]] překrývajících se atomových orbitalů (větší podíl orbitalů ''s'' zkracuje délku vazby).
 
'''Pevnost vazby''' - značně roste s narůstajícím vazebným řádem (násobností)
 
== Dělení vazeb ==
Obecné dělení:
* '''[[Kovalentní vazba]]''' - je vazba mezi atomy buď stejných nebo různých prvků. Vzniká překrytím jejich [[Valenční elektron|valenčních atomových orbitalů]], které jsou obsazeny každý jedním elektronem opačného spinu. Vzniklý vazebný pár je pak sdílen oběma atomy.
* '''[[Koordinační vazba|Koordinačně-kovalentní vazba]]''' (''DA vazba'') - vzniká překrytím orbitalu obsazeným elektronovým párem (dárce elektronového páru = [[donor]]) s prázdným (vakantním) orbitalem (příjemce elektronového páru = [[akceptor]]). Tento typ vazby má stejné vlastnosti jako vazba kovalentní, liší se pouze způsobem vzniku. Nejčastěji se vyskytuje u komplexních sloučenin, většinou ji vytvářejí [[Přechodné kovy|d-prvky]].
* Zpravidla se zvlášť vyčleňuje '''[[iontová vazba]]''' (někdy řazená pod polární kovalentní vazby), kterou je vhodnější popisovat jako [[elektrostatika|elektrostatické]] působení mezi elektricky nabitými [[ion]]ty. Vzniká zpravidla úplným přesunem elektronového páru na stranu atomu elektronegativnějšího prvku, ale ionty mohou vznikat i jinými fyzikálními mechanismy a teprve potom vstoupit do vazby.
* V silných magnetických polích (10<sup>5</sup> [[tesla|T]], přirozeně se vyskytujících pouze ve vesmíru, např. v blízkosti [[bílý trpaslík|bílých trpaslíků]] i dalších hvězdných objektů) mohou být atomy v molekulách vázány i tzv. '''[[kolmá paramagnetická vazba|kolmou paramagnetickou vazbou]]''', obdobnou kovalentní vazbě, ale založenou na stabilizaci vazebných [[molekulový orbital|orbitalů]] kolmo k vnějšímu magnetickému poli.<ref>{{Citace elektronického periodika
Řádek 39:
}}</ref><ref>YIRKA Bob: [http://phys.org/news/2012-07-chemists-molecular-bond-white-dwarf.html Chemists discover new type of molecular bond near white dwarf stars] - popularizační článek k předchozí referenci, PhysOrg, 20. červenec 2012 (anglicky)</ref>
 
Částice látky v pevném [[skupenství]] mohou být vázány ještě dalšími typy vazeb, které se však zpravidla neoznačují za "chemické"„chemické“, protože jimi nevznikají molekuly sloučenin:
* '''[[Kovová vazba]]''' - charakteristická pro [[kovy]]. Nejjednodušší model kovové vazby předpokládá, že se krystal kovů skládá z kationtů rozmístěných v pravidelné prostorové mřížce. Valenční elektrony jsou volně pohyblivé, označují se často jako elektronový plyn. Překrýváním energeticky stejných valenčních elektronových orbitalů v krystalu kovu vznikají společné energetické pásy. V těchto pásech se mohou elektrony volně pohybovat a dodávat tak látce specifické vlastnosti kovů - lesk, velkou elektrickou a tepelnou vodivost, kujnost a tažnost i jejich chemické vlastnosti.
* '''[[Slabé vazebné interakce]]''' - patří mezi [[Molekulové interakce|mezimolekulové interakce]], ovlivňují též prostorovou konfiguraci molekul.
 
=== Dělení vazeb podle polarity ===
Polarita chemické vazby je dána nerovnoměrným rozdělením elektronové hustoty v molekule v důsledku rozdílné [[elektronegativity]] atomů:
* '''[[Nepolární vazba]]''' - mezi atomy stejného prvku nebo mezi atomy s velmi malým rozdílem elektronegativit. Elektronová hustota je rovnoměrně rozdělena mezi oba partnery. Rozdíl elektronegativit je menší než 0,4. Např. H-H, Cl-Cl.
* '''[[Polární vazba]]''' - elektronová hustota je nerovnoměrně rozdělena mezi partnery. Rozdíl elektronegativit v intervalu 0,4-14–1,7. Dochází k posunu vazebných elektronů k atomu s vyšší elektronegativitou, který se jeví jako parciálně (částečně) záporně nabitý, "nedostatek"„nedostatek“ elektronů u druhého atomu způsobí, že je parciálně kladně nabitý. Vzniká [[Elektrický dipól|dipól]]. Např. H-O, H-Cl.
* '''[[Iontová vazba]]''' - je v podstatě extrémně polární kovalentní vazba, výsledkem vazby je téměř úplný přesun elektronového páru na stranu elektronegativnějšího prvku, vznikají [[iontové sloučeniny]]. Rozdíl elektronegativit je větší než 1,7.
 
=== Dělení vazeb podle výskytu hustoty elektronového páru (neboli prostorového uspořádání) ===
* '''vazba σ''' (sigma) – největší elektronová hustota je na spojnici jader obou vázaných atomů, je z uvedených typů vazeb nejpevnější
* '''vazba π''' (pí) - největší elektronová hustota je mimo spojnici jader obou vázaných atomů, setkáváme se s ní u tzv. násobných kovalentních vazeb
* '''vazba δ''' (delta) - vzniká překrytím dvou [[atomový orbital|orbitalů d]], největší elektronová hustota leží opět mimo spojnici jader obou vázaných atomů, tato vazba je slabší než vazba typu π a vyskytuje se např. v kovových krystalech
 
=== Dělení vazeb podle násobnosti ===
Řádek 59:
* '''[[Trojná vazba]]''' je tvořena jednou vazbou σ a dvěma vazbami π. Sdílení tří elektronových párů. Na vzniku se podílí od každého z vázaných atomů tři valenční elektrony.
* '''[[Čtverná vazba]]''' je tvořena sdílením čtyř elektronových párů. Protože obsahuje vazbu δ, mohou tento typ vazby vytvářet pouze [[přechodné kovy]]. Je poměrně vzácná, popsána byla např. ve sloučeninách [[molybden]]u a [[ruthenium|ruthenia]].
* Byly již popsány i případy chemické vazby vykazující charakter '''paterné''' a '''šesterné''' vazby.<ref>http://www.osel.cz/index.php?obsah=6&clanek=2948</ref>{{Citace elektronického periodika
| titul = OSEL.CZ
| url = http://www.osel.cz/2948-existuje-ctverna-chemicka-vazba.html
| periodikum = www.osel.cz
| datum přístupu = 2019-11-08
}}</ref>
 
== Teorie vazeb ==
Řádek 65 ⟶ 70:
[[Soubor:Electron dot.svg|náhled|150px|Příklad zápisu chemických vazeb podle teorie G. N. Lewise]]
* První kvantově chemickou teorii vypracoval v roce 1916 G. N. Lewis. Principem bylo společné sdílení elektronového páru dvěma atomy, čímž dochází ke stabilizaci elektronových orbitalů (snaha o doplnění oktetu). Dvojice elektronů, které jsou spárovány, ale neúčastní se chemické vazby, jsou volné elektronové páry. Tato teorie byla později zdokonalena a nazývá se VB teorie (valence-bond theory). Vazebný pár je vyjádřen vlnovou funkcí, která byla odvozena od vlnových funkcí oddělených atomů.
* Na základě VB teorie byla zavedena metoda [[Hybridizace orbitalů|hybridizace]] - popisuje pouze fenomenologicky vytvoření určité geometrie molekul na základě složení vlnových funkcí energeticky podobných [[atomový orbital|orbitalů]], které pak vstupují do tvorby chemických vazeb. Tato teorie nemá žádný matematický aparát, proto je její použití omezené. Hybridizované orbitaly jsou degenerované ( energeticky rovnocenné), v důsledku toho jsou rovnocenné i vazby vycházející z hybridizovaných orbitalů, jak mezi sebou, tak i s volnými elektronovými páry
* LCAO-[[molekulový orbital|MO]] (linear combination of atomic orbitals - molecular orbital) - tato teorie popisuje vznik chemické vazby (molekulového orbitalu) pomocí lineární kombinace [[vlnová funkce|vlnových funkcí]] atomových orbitalů.
 
== Předpoklady vzniku vazby ==