Legatura covalenta - teoria electronica a lui g.h. lewis (1916) si i. langmuir (1919)

LEGATURA COVALENTA - Teoria electronica a lui G.H. Lewis (1916) si I. Langmuir (1919)

Majoritatea substantelor in stare moleculara existente in natura, cum sunt moleculele organice, nu se formeaza prin cedare-captare de electroni asa cum se formeaza bazele si sarurile (combinatiile ionice). Ele nu conduc curentul electric deoarece au moleculele alcatuite 252b12c din atomi puternic legati printr-un alt tip de legatura mai stabila decat legatura ionica si care poarta numele de legatura covalenta sau atomica. Formarea legaturii covalente se realizeaza prin punerea in comun de catre ambii atomi a unor perechi de electroni din stratul de valenta astfel incat fiecare atom sa-si formeze un dublet sau un octet stabil. Ca exemplu se da formarea moleculelor de hidrogen, clor si acid clorhidric (electronii ambilor parteneri de legatura se reprezinta diferit pentru a scoate mai bine in evidenta participarea ambilor atomi la formarea perechii de electroni de legatura):

In cazul moleculelor de H₂ si Cl₂, perechea de electroni de legatura apartine in mod egal ambilor atomi, in timp ce la HCl apartine mai mult clorului, acesta avand electronegativitate mai mare decat hidrogenul. De aceea, legatura covalenta in moleculele homoatomice (formate din acelasi fel de atomi) s-a numit nepolara, in timp ce in moleculele heteroatomice (formate din atomi diferiti-HCl), polara.

In timp ce combinatiile ionice se formeaza din atomi electropozitivi si electronegativi, combinatiile covalente se formeaza din atomi avand acelasi caracter electrochimic. Datorita insa diferentei de electronegativitate dintre atomii ce compun moleculele heteroatomice, acestea formeaza dipoli electrici. Produsul dintre sarcina electrica si distanta dintre cei doi poli poarta numele de moment electric m sau dipolmoment

m = e r  (2.2)

si se exprima in Debye (D) (1D = 10 u.e.s.m).

Molecula de apa are momentul electric m D dovedind structura sa unghiulara (= 104^o30’):

H

S-a convenit ca perechea de electroni de legatura sa se reprezinte printr-o liniuta numita liniuta de valenta (H-Cl). Valenta elementelor in astfel de combinatii este data de numarul de perechi de electroni pusi in comun. Astfel, azotul este tricovalent in molecula sa (N₂).

Electronii care nu iau parte la legaturi se numesc electroni neparticipanti. Acesti electroni se pot reprezenta fie prin puncte, fie prin liniute: :N N: .

Tendinta de a forma octetul prin punere in comun de electroni nu se aplica riguros decat la elementele din perioada a 2-a (Be, B, C, N, O, F) deoarece stratul de valenta poate contine maxim 8 electroni. Incepand de la perioada a 3-a, elementele pot forma combinatii covalente cu participarea a 10, 12, 14 sau chiar 16 electroni datorita existentei orbitalilor d disponibili (PCl₅, SCl₆).

Spre deosebire de legatura ionica, legatura covalenta este orientata in spatiu. Atomii sunt legati rigid intre ei si la distante precise unii de altii. In cazul moleculelor cu mai mult de doi atomi, acestea se caracterizeaza prin unghiuri constante intre directiile de legatura.

Prezenta unei polaritati in moleculele covalente inseamna in realitate prezenta in aceste molecule, in mod partial, a legaturii ionice, datorita atractiei electrostatice dintre dipoli.