Belangrijkste verschil - Covalente versus waterstofbruggen

Chemische bindingen zijn verbindingen die optreden tussen atomen. Deze chemische bindingen zijn nuttig om atomen bij elkaar te houden om moleculen en complexe verbindingen te vormen. Chemische bindingen worden gevormd door de uitwisseling van elektronen tussen atomen of door de aantrekking tussen atomen, ionen of moleculen. Covalente binding en waterstofbinding zijn twee soorten chemische bindingen die te vinden zijn onder covalente verbindingen. Een covalente binding wordt gevormd door het delen van elektronen tussen atomen. Een waterstofbrug wordt gevormd door de aantrekkingskracht tussen twee atomen van twee verschillende moleculen. Het belangrijkste verschil tussen covalente en waterstofbruggen is dat: covalente bindingen zijn intramoleculaire attracties, terwijl waterstofbruggen intermoleculaire attracties zijn.

Belangrijkste gebieden die worden gedekt

1. Wat zijn covalente obligaties? - Definitie, vorming van binding met voorbeelden 2. Wat zijn waterstofbruggen? - Definitie, vorming van binding met voorbeelden 3. Wat zijn de overeenkomsten tussen covalente en waterstofbruggen? – Overzicht van gemeenschappelijke functies 4. Wat is het verschil tussen covalente en waterstofbruggen? – Vergelijking van de belangrijkste verschillen

Sleutelbegrippen: atomen, aantrekkingskracht, covalente binding, waterstofbinding, intermoleculaire attracties, intramoleculaire attracties, ionen, moleculen

Wat zijn covalente obligaties?

Covalente bindingen zijn chemische bindingen die worden gevormd door het delen van elektronen tussen atomen. Daarom wordt het een intermoleculaire aantrekkingskracht genoemd. De binding wordt gevormd tussen twee atomen die ongepaarde elektronen bevatten. Deze ongepaarde elektronen zijn gepaard met de ongepaarde elektronen van een ander atoom om een ​​covalente binding te vormen.

Atomen kunnen covalente bindingen hebben als enkele bindingen, dubbele bindingen of drievoudige bindingen tussen atomen. Eén covalente binding omvat één bindingselektronenpaar; wanneer een ongepaard elektron wordt gekoppeld aan een ander ongepaard elektron van een ander atoom, wordt een covalente binding gevormd en deze twee elektronen worden bindingselektronenpaar of bindingspaar genoemd. Daarom worden in een dubbele binding 4 elektronen gedeeld tussen twee atomen omdat er 2 covalente bindingen zijn met twee bindingsparen.

Het belangrijkste doel van de vorming van een covalente binding is om de buitenste orbitalen van atomen te vullen om gestabiliseerd te worden. Covalente binding wordt gevonden tussen niet-metalen en metalloïden. Covalente bindingen zijn zeer sterke aantrekkingskrachten en de covalente bindingssterkte varieert van 100 tot 1100 kJ/mol.

Figuur 1: Dot-cross-structuur van waterstoffluoride

De bovenstaande afbeelding toont de covalente binding tussen waterstof (H) atoom en fluor (F) atoom. Hier geeft het kruisteken het ongepaarde elektron in het waterstofatoom aan en puntmarkeringen tonen de elektronen in de buitenste orbitaal van fluor.

Er zijn twee hoofdtypen covalente bindingen: polaire covalente bindingen en niet-polaire covalente bindingen. Deze twee bindingen worden genoemd volgens de polariteit van de covalente binding. De polariteit van de binding hangt af van de elektronegativiteitswaarden van de twee atomen die bijdragen aan de covalente binding. Als het verschil tussen deze elektronegativiteitswaarden kleiner is dan 0,4, is het een niet-polaire covalente binding. Als die waarde tussen 0,4 en 1,7 ligt, is het een polaire covalente binding. In het bovenstaande voorbeeld is de elektronegativiteit van waterstof 2,2 en de elektronegativiteit van fluor 4,0. Daarom is het verschil (4,0-2,2) = 1,8. Daarom is het een zeer polaire covalente binding.

Wat zijn waterstofbruggen?

Waterstofbindingen zijn aantrekkingskrachten die optreden tussen twee atomen van twee verschillende moleculen. Daarom is het een intramoleculaire aantrekkingskracht. Het is een zwakke aantrekkingskracht. Maar in vergelijking met andere soorten intramoleculaire krachten, zoals polair-polaire interacties, niet-polaire-niet-polaire interacties zoals Vander Waal-krachten, is de waterstofbinding sterker.

Waterstofbinding vindt plaats tussen polaire covalente verbindingen. Deze verbindingen (of moleculen) zijn samengesteld uit polaire covalente bindingen. Een polaire covalente binding ontstaat door het verschil in de elektronegativiteitswaarden van de atomen die zich in de covalente binding bevinden. Als dit verschil groot is, heeft het sterk elektronegatieve atoom de neiging de bindingselektronen naar zich toe te trekken. Dit creëert een dipoolmoment waarop dit sterk elektronegatieve atoom een ​​gedeeltelijke negatieve lading krijgt, terwijl het andere atoom een ​​gedeeltelijke positieve lading krijgt. Dan wordt de binding een polaire covalente binding. Wanneer dit molecuul een ander molecuul ontmoet dat zo'n dipoolmoment heeft, hebben de negatieve en positieve ladingen de neiging elkaar aan te trekken. Deze aantrekkingskracht wordt een waterstofbrug genoemd.

Waterstofbinding vindt plaats tussen sterk elektronegatieve atomen en minder elektronegatieve atomen. Waterstofbindingen bestaan ​​​​wanneer we O, N en F in één molecuul hebben en positief geladen H in het andere molecuul. Dit komt omdat F, N en O de meest elektronegatieve atomen zijn die in staat zijn waterstofbruggen te vormen. De sterkte van een waterstofbrug kan variëren van 5 tot 50 kJ/mol. De sterkste waterstofbinding treedt op tussen HF-atomen.

Figuur 2: Waterstofbindingen tussen watermoleculen

Water is het meest voorkomende voorbeeld voor een verbinding met waterstofbruggen. Hier kan het zuurstofatoom van het ene watermolecuul een waterstofatoom van een ander molecuul aantrekken vanwege de ladingsscheiding in dat molecuul.

Overeenkomsten tussen covalente en waterstofbruggen

Verschil tussen covalente en waterstofbruggen

Definitie

Covalente obligaties: Covalente bindingen zijn chemische bindingen die worden gevormd door het delen van elektronen tussen atomen.

Waterstofbruggen: Waterstofbindingen zijn aantrekkingskrachten die optreden tussen twee atomen van twee verschillende moleculen.

Aard van de obligatie

Covalente obligaties: Covalente bindingen zijn intermoleculaire chemische bindingen.

Waterstofbruggen: Waterstofbindingen zijn intramoleculaire chemische bindingen.

Chemische soorten

Covalente obligaties: Covalente bindingen worden gevormd tussen twee atomen.

Waterstofbruggen: Waterstofbindingen worden gevormd tussen twee atomen van twee verschillende moleculen.

Bindingssterkte

Covalente obligaties: De bindingssterkte van een covalente binding kan variëren van 100 tot 1100 kJ/mol.

Waterstofbruggen: De bindingssterkte van een waterstofbinding kan variëren van 5 tot 50 kJ/mol.

Conclusie

Zowel covalente bindingen als waterstofbruggen zijn chemische bindingen. Covalente bindingen zijn sterker dan waterstofbruggen. Dit komt omdat een covalente binding wordt gevormd door het delen van elektronen tussen twee atomen, terwijl een waterstofbinding wordt gevormd door de aantrekking tussen twee moleculen. Het belangrijkste verschil tussen covalente en waterstofbruggen is dat covalente bindingen intramoleculaire attracties zijn, terwijl waterstofbruggen intermoleculaire attracties zijn.

Referenties:

1. Libreteksten. "Waterstofbinding." Chemie LibreTexts, hier beschikbaar. 17 januari 2017. Geraadpleegd op 16 augustus 2017. 2. "Covalente binding." BBC, hier beschikbaar. Geraadpleegd op 16 aug. 2017.

Afbeelding met dank aan:

1. "Waterstof-fluoride-2D-dot-cross" door Benjah-bmm27 - Eigen werk (Public Domain) via Commons Wikimedia 2. "Hydrogen-bonding-in-water-2D" (Public Domain) via Commons Wikimedia