Jak wytłumaczyć wspólną parę elektronową bez chemii?

Analogią ze składką: dwoje znajomych, z których żadne nie ma dość pieniędzy na konsolę, kupuje ją wspólnie — odtąd należy do obojga i obojgu „liczy się” jako posiadana. Wspólna para elektronowa działa tak samo: każdy atom dokłada elektron, a para liczy się obu do kompletu. Stąd trwałość wiązania — rozejście się oznaczałoby utratę kompletu.

Czego wymaga się na sprawdzianie z tego tematu?

Trzech umiejętności: rozpoznać, że dwa niemetale łączą się kowalencyjnie; policzyć wspólne pary z liczby brakujących elektronów (tlen: brakują 2, więc dwie pary); zapisać to kreskami — H–H, O=O, N≡N. Częste pytanie dodatkowe: czym różni się wiązanie w H_2 od wiązania w H_2O (w wodzie jest spolaryzowane, bo tlen ciągnie pary mocniej).

Dziecko myli wiązanie kowalencyjne z jonowym. Jak pomóc?

Jednym pytaniem kontrolnym: czy elektron zmienia właściciela? W wiązaniu jonowym metal oddaje elektrony niemetalowi — własność się zmienia. W kowalencyjnym dwa niemetale niczego nie oddają, tylko współdzielą pary. Spolaryzowane leży pośrodku: para wciąż jest wspólna, ale przesunięta bliżej mocniej przyciągającego atomu.

Wiązanie kowalencyjne (atomowe)

około 12 minut

W tej lekcji1/10

Dwa atomy wodoru dryfują w pustce i każdemu brakuje jednego elektronu do kompletu. Zamiast go sobie wyrywać, robią coś sprytniejszego: składają elektrony do wspólnej puli i odtąd latają razem jako cząsteczka $\mathrm{H_2}$ . Dziś poznasz najpopularniejszy sposób, w jaki atomy trzymają się razem.

Marzenie atomu: pełna ostatnia powłoka

Gazy szlachetne (hel, neon, argon) prawie nie reagują, bo ich ostatnia powłoka jest pełna. Pozostałe atomy „dążą” do takiego samego stanu: 8 elektronów na ostatniej powłoce (oktet) albo 2, gdy w grze jest tylko pierwsza powłoka (dublet — jak u helu).

Cała nauka o wiązaniach to opowieść o tym, jak atomy dochodzą do tego kompletu.

Wspólne pary — patent niemetali

Gdy spotykają się dwa niemetale, żaden nie odda elektronów — oba ich potrzebują. Tworzą więc wspólne pary elektronowe: każdy atom dokłada po jednym elektronie, a gotowa para należy do obu naraz i obu liczy się do kompletu.

Tak powstaje wiązanie kowalencyjne (atomowe). W zapisie kreskowym jedna kreska oznacza jedną wspólną parę: H–H.

Budujemy cząsteczkę $\mathrm{H_2}$ krok po kroku

1
Atom wodoru ma 1 elektron, a pełna pierwsza powłoka (dublet) mieści 2.
$2 - 1 = 1\ \text{(tyle brakuje)}$
2
Dwa atomy zbliżają się i każdy dokłada swój elektron do wspólnej pary.
$1 + 1 = 2\ \text{(wspólna para)}$
3
Cząsteczka wodoru — jedna wspólna para, jedna kreska
Para krąży wokół obu jąder, więc każdy atom „widzi” u siebie 2 elektrony — dublet gotowy. Jedna para to jedna kreska w zapisie.
$H\text{–}H$
Wskazówka
Rozdzielenie cząsteczki oznaczałoby utratę kompletu — dlatego atomy zostają razem. To właśnie JEST wiązanie.

Wszystkie kroki za Tobą!

Twoja kolej

Chlor ma 7 elektronów walencyjnych, do oktetu brakuje mu 1. Ile wspólnych par elektronowych łączy atomy w cząsteczce $\mathrm{Cl_2}$ ?

Dwie kreski, trzy kreski — wiązania wielokrotne

Tlen ma 6 elektronów walencyjnych, do oktetu brakuje mu 2 — więc w cząsteczce $\mathrm{O_2}$ atomy dzielą dwie wspólne pary. To wiązanie podwójne: O=O.

Azot N₂ — trzy wspólne pary, czyli wiązanie potrójne

Azotowi brakuje 3 elektronów, więc w $\mathrm{N_2}$ powstają trzy wspólne pary — wiązanie potrójne, N≡N. Jest tak mocne, że azot z powietrza prawie z niczym nie reaguje.

Pułapka! Jedna cząsteczka to nie jedna para

Źle: „w $\mathrm{O_2}$ jest jedna wspólna para, bo to jedna cząsteczka”.

Pary z różnych atomów: $\mathrm{H_2O}$ i $\mathrm{NH_3}$

Wspólne pary mogą łączyć różne pierwiastki. W wodzie $\mathrm{H_2O}$ tlen (brakują mu 2 elektrony) tworzy po jednej parze z dwoma atomami wodoru: H–O–H. W amoniaku $\mathrm{NH_3}$ azot (brakują mu 3) tworzy trzy pary z trzema wodorami.

Amoniak — azot trzyma trzy wspólne pary, każdą z innym wodorem

Twoja kolej

Fluor ma 7 elektronów walencyjnych. Ile wspólnych par powstanie w cząsteczce $\mathrm{F_2}$ i jaki będzie zapis kreskowy?

Ściąga do zapamiętania

Jak powstaje wiązanie kowalencyjne i skąd wiadomo, ile jest wspólnych par?

Dwa niemetale tworzą wspólne pary elektronowe, żeby każdy osiągnął oktet (albo dublet, jak wodór). Liczba par = liczba brakujących elektronów: H i Cl — brakuje 1 → jedna para (H–H, Cl–Cl); O — brakują 2 → dwie pary (O=O); N — brakują 3 → trzy pary (N≡N). Kreska w zapisie to jedna wspólna para. Gdy jeden atom ciągnie pary mocniej — jak tlen w $\mathrm{H_2O}$ — wiązanie jest kowalencyjne spolaryzowane.

Dla rodzica

Jak pomóc dziecku w tym temacie?

Jak wytłumaczyć wspólną parę elektronową bez chemii?: Analogią ze składką: dwoje znajomych, z których żadne nie ma dość pieniędzy na konsolę, kupuje ją wspólnie — odtąd należy do obojga i obojgu „liczy się” jako posiadana. Wspólna para elektronowa działa tak samo: każdy atom dokłada elektron, a para liczy się obu do kompletu. Stąd trwałość wiązania — rozejście się oznaczałoby utratę kompletu.
Czego wymaga się na sprawdzianie z tego tematu?: Trzech umiejętności: rozpoznać, że dwa niemetale łączą się kowalencyjnie; policzyć wspólne pary z liczby brakujących elektronów (tlen: brakują 2, więc dwie pary); zapisać to kreskami — H–H, O=O, N≡N. Częste pytanie dodatkowe: czym różni się wiązanie w $\mathrm{H_2}$ od wiązania w $\mathrm{H_2O}$ (w wodzie jest spolaryzowane, bo tlen ciągnie pary mocniej).
Dziecko myli wiązanie kowalencyjne z jonowym. Jak pomóc?: Jednym pytaniem kontrolnym: czy elektron zmienia właściciela? W wiązaniu jonowym metal oddaje elektrony niemetalowi — własność się zmienia. W kowalencyjnym dwa niemetale niczego nie oddają, tylko współdzielą pary. Spolaryzowane leży pośrodku: para wciąż jest wspólna, ale przesunięta bliżej mocniej przyciągającego atomu.

Sprawdź się!

Na czym polega wiązanie kowalencyjne?

Ile wspólnych par elektronowych łączy atomy w cząsteczce $\mathrm{N_2}$ ?

Co oznacza kreska w zapisie H–H?

Między atomami których pierwiastków powstaje wiązanie kowalencyjne?

Wiązania w cząsteczce wody są kowalencyjne spolaryzowane. Co to znaczy?

Następny temat

Jony i wiązanie jonowe