Belangrijkste verschil - Bond-paar versus eenzaam paar

Alle elementen hebben elektronen in hun atomen. Deze elektronen bevinden zich in schillen die zich buiten de kern bevinden. Een schil kan een of meer orbitalen hebben. De orbitalen die zich het dichtst bij de kern bevinden, zijn s-, p- en d-orbitaal. Een orbitaal kan worden onderverdeeld in verschillende suborbitalen. Eén suborbitaal kan maximaal twee elektronen bevatten. Als er geen elektronen zijn, wordt dit een lege orbitaal genoemd. Wanneer er één elektron in een suborbitaal zit, wordt dit een ongepaard elektron genoemd. Wanneer de suborbitaal is gevuld met maximaal twee elektronen, wordt dit een elektronenpaar genoemd. De elektronenparen zijn te vinden in twee typen als bindingspaar en eenzaam paar. Het belangrijkste verschil tussen een obligatiepaar en een alleenstaand paar is dat: bindingspaar bestaat uit twee elektronen die in een binding staan terwijl lone pair bestaat uit twee elektronen die geen binding hebben.

Belangrijkste gebieden die worden gedekt

1. Wat is een obligatiepaar? - Definitie, identificatie, voorbeelden 2. Wat is een alleenstaand paar? - Definitie, identificatie, voorbeelden 3. Wat is het verschil tussen Bond Pair en Lone Pair? – Vergelijking van de belangrijkste verschillen

Sleutelbegrippen: bindingspaar, covalente binding, dubbele binding, eenzaam paar, niet-bindend elektronenpaar, orbitaal, pi-binding, Sigma-binding, enkele binding, ongepaarde elektronen, valentie-elektronen

Wat is een obligatiepaar?

Een bindingspaar is een elektronenpaar dat in een binding staat. Een enkele binding is altijd samengesteld uit twee elektronen die met elkaar gepaard zijn. Deze twee elektronen samen worden het bindingspaar genoemd. Bindingsparen zijn te zien in covalente verbindingen en coördinatieverbindingen. In covalente verbindingen bestaat de covalente binding uit een bindingspaar. In coördinatieverbindingen bestaat de coördinatiebinding uit een bindingspaar.

In coördinatieverbindingen doneren de liganden hun eenzame elektronenparen aan een centraal metaalatoom. Hoewel ze alleenstaande paren waren, vormen ze coördinatiebindingen die vergelijkbaar zijn met een covalente binding na de donatie; daarom worden ze beschouwd als een obligatiepaar. Dit komt omdat de twee elektronen worden gedeeld tussen twee atomen.

In covalente verbindingen delen twee atomen hun ongepaarde elektronen om ze gepaard te maken. Dit elektronenpaar wordt het bindingspaar genoemd. Wanneer er dubbele of driedubbele bindingen zijn, zijn er per elke binding bindingsparen. Als er bijvoorbeeld een dubbele binding is, zijn er twee bindingsparen. Omdat een covalente binding wordt gevormd door de hybridisatie van orbitalen van twee atomen, bevindt een bindingspaar zich in gehybridiseerde orbitalen. Deze gehybridiseerde orbitalen kunnen sigma-bindingen of pi-bindingen vormen. Daarom kunnen bindingsparen worden waargenomen in sigma-bindingen of pi-bindingen.

Figuur 1: De coördinatiebinding tussen NH3 en BF3

In het bovenstaande voorbeeld wordt het elektronenpaar op het N-atoom van het NH3-molecuul gedoneerd aan het B-atoom van het BF3-molecuul. Daarna ziet de coördinatiebinding eruit als een covalente binding. Daarom is het elektronenpaar nu een bindingspaar.

Wat is een eenzaam paar?

Lone pair is een elektronenpaar dat niet in een binding staat. De elektronen van het eenzame paar behoren tot hetzelfde atoom. Daarom wordt een alleenstaand paar ook wel a. genoemd niet-bindend elektronenpaar. Hoewel elektronen in de binnenste schillen ook gekoppeld zijn en niet deelnemen aan de binding, worden ze niet als alleenstaande paren beschouwd. De valentie-elektronen van een atoom die aan elkaar zijn gekoppeld, worden als eenzame paren beschouwd.

Soms kunnen deze eenzame paren worden gedoneerd aan een ander atoom met lege orbitalen. Dan vormt het een coördinatieband. Daarna wordt het niet als een eenzaam paar beschouwd, omdat het een obligatiepaar wordt. Sommige elementen hebben slechts één enkel paar. Sommige andere elementen hebben meer dan één alleenstaand paar. Stikstof (N) kan bijvoorbeeld maximaal drie covalente bindingen vormen. Maar het aantal valentie-elektronen is 5. Daarom worden drie elektronen gedeeld met andere atomen om bindingen te vormen, terwijl andere twee elektronen als een eenzaam paar blijven. Maar halogenen hebben 7 elektronen in hun buitenste baan. Daarom hebben ze 3 eenzame paren samen met één ongepaard elektron. Daarom kunnen halogenen één covalente binding hebben door dit ene ongepaarde elektron te delen.

Eenzame paren veranderen de hoek van bindingen in een molecuul. Beschouw bijvoorbeeld een lineair molecuul dat bestaat uit een centraal atoom met twee bindingen. Als er geen eenzame paren zijn, blijft het molecuul een lineair molecuul. Maar als er een of meer eenzame paren op het centrale atoom zijn, zou het molecuul niet langer lineair zijn. Vanwege de afstoting veroorzaakt door eenzame paren, worden de bindingsparen afgestoten. Dan wordt het molecuul hoekig in plaats van lineair.

Zoals te zien is in de bovenstaande afbeelding, heeft ammoniak één alleenstaand paar, heeft watermolecuul 2 alleenstaande paren en HCl heeft 3 alleenstaande paren.

Als een atoom lege orbitalen heeft, kunnen de eenzame paren worden gesplitst in ongepaarde elektronen door hybridisatie van orbitalen en kunnen ze deelnemen aan binding. Maar als er geen lege orbitalen zijn, blijven alleenstaande paren een elektronenpaar en nemen ze niet deel aan binding.

Stikstof (N) is bijvoorbeeld samengesteld uit 5 elektronen in de buitenste orbitaal. Twee elektronen in 2s-orbitaal en andere drie bevinden zich in drie p-orbitalen. Omdat stikstof geen lege orbitalen heeft, blijft het elektronenpaar in de 2s-orbitaal als een eenzaam paar.

Figuur 3: Het orbitale diagram van stikstof (N)

Maar als we fosfor (P) beschouwen, heeft het ook 5 elektronen in de buitenste orbitaal: 2 elektronen in 3s-orbitaal en andere 3 elektronen in drie p-orbitalen. Maar fosfor kan maximaal 5 bindingen vormen. Dat komt omdat het lege 3D-orbitalen heeft.

Figuur 4: Het orbitale diagram voor fosfor en de mogelijke hybridisatie

Fosfor kan vijf bindingen hebben door de 5 elektronen in sp. op te nemen³NS¹ gehybridiseerde orbitalen. Dan zijn er geen eenzame paren op fosfor.

Verschil tussen obligatiepaar en eenzaam paar

Definitie

Bond paar: Een bindingspaar is een elektronenpaar dat in een binding staat.

alleen paar: Lone pair is een elektronenpaar dat niet in een binding staat.

Bonding

Bond paar: Obligatieparen zijn altijd in obligaties.

alleen paar: Eenzame paren zijn niet in bindingen, maar kunnen bindingen vormen door het eenzame paar te doneren (coördinatiebindingen).

Atomen

Bond paar: De twee elektronen behoren tot twee atomen in bindingsparen.

alleen paar: De twee elektronen behoren in eenzame paren tot hetzelfde atoom.

Oorsprong

Bond paar: Een bindingspaar wordt gecreëerd door het delen van elektronen door twee atomen.

alleen paar: Een eenzaam paar wordt gecreëerd door afwezigheid van lege orbitalen.

Conclusie

Bond-paar en eenzaam paar zijn twee termen die worden gebruikt om gekoppelde elektronen te beschrijven. Deze elektronenparen veroorzaken de reactiviteit, polariteit, fysische toestand en chemische eigenschappen van verbindingen. Ionische verbindingen kunnen al dan niet bindingsparen en alleenstaande paren hebben. Covalente verbindingen en coördinatieverbindingen hebben in wezen bindingsparen. Ze kunnen al dan niet eenzame paren hebben. Het verschil tussen bindingspaar en eenzaam paar is dat een bindingspaar is samengesteld uit twee elektronen die in een binding zijn, terwijl een alleenstaand paar is samengesteld uit twee elektronen die geen binding hebben.

Referenties:

1. "Eenzaam paar." Wikipedia. Wikimedia Foundation, 09 juli 2017. Web. Beschikbaar Hier. 27 juli 2017. 2. "Definitie van bindingspaar - Chemistry Dictionary." Chemistry-Dictionary.com. n.p., n.d. Web. Beschikbaar Hier. 27 juli 2017.

Afbeelding met dank aan:

1. "NH3-BF3-adduct-bond-verlenging-2D-no-charges" door (สาธารณสมบัติ) via Commons Wikimedia2. "ParSolitario" door V8rik op en.wikipedia - Overgezet van en.wikipedia (Public Domain) via Commons Wikimedia