Chemická vazba
Chemická vazba (1/6) · 13:22

Iontová, kovalentní a kovová vazba Přehled základních typů chemických vazeb.

Navazuje na Periodickou tabulku prvků.
Vše, čímž jsme se dosud zabývali, souviselo se samostatnými atomy. Ale atomy se vážou, jinak řečeno drží u sebe. Protože kdyby atomy nedržely u sebe, byli bychom všichni jenom sada atomů a nebyl by důvod dělat tohle video. Takže atomy se vážou k sobě a tvoří molekuly. Dáte houf atomů dohromady, oni se navážou na sebe a vytvoří molekuly. Pak se na sebe tyto molekuly navážou a získáte další struktury. Kdybychom mluvili o organické chemii měli byste houf atomů, mnoho uhlíků a vodíků a dalších věcí spojených dohromady a ty by tvořily proteiny. Proteiny se mohou vázat a vytvářet organické struktury, a pokud spojíte dostatek těchto struktur, dostanete někoho, kdo nahrává YouTube video. Takže tady to všechno začíná, atomy jsou vázány k sobě. Respektive se spojují a účelem tohoto videa je trochu se zamyslet nad různými způsoby, kterými se atomy spojují mezi sebou. Takže prvním, a asi nejsilnějším způsobem, ..tedy já si myslím, že je to nejsilnější způsob.. je, pokud vezmete atom, který opravdu chce darovat elektron. A potom máte další atom, který vážně chce příjmout elektron. O tom jsme již mluvili. Atom chce elektron darovat proto, že se snaží dosáhnout stabilní konfigurace ve své svrchní vrstvě. Všichni chtějí být jako vzácné plyny, všichni závidí vzácným plynům. Protože vzácné plyny mají 8 elektronů ve své vnější vrstvě. Takže kdo chce darovat? Když se podíváte do periodické tabulky, prvky, které chtějí opravdu darovat, ..o tom jsme už trochu mluvili.. jsou alkalické kovy Tyto prvky chtějí odštěpit elektron, Jsou tady i další, kteří chtějí darovat, ale bereme tento extrémní příklad. Takže, tyto kovy se chtějí zbavit elektronu a kdo chce elektron přijmout? Halogeny, o tom jsme již taky mluvili. Tyhle prvky zbožňují příjímání elektronů. Nejsou jediní, ale mají velkou elektronegativitu. Opravdu chtějí elektron přijmout. Takže když dáte tyhle blízko sebe, co se stane? Řekněme, já nevím, třeba vezmu sodík a chlór. A řekněme, že chceme ochutit nějaké jídlo, takže máte nějaký sodík a chlór. Takže sodík, nakreslím jeho valenční vrstvu. Valenční vrstva sodíku vypadá takhle. Sedí mu tam jeden elektron, kterého by se chtěl zbavit. A chlór vypadá takhle. Chlór má 7 valenčních elektronů. 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7 Takže co se stane, když tenhle malý modrý elektron chce utéct sodíku a v podstatě se přesune ke chlóru? A samozřejmě to není jako jeden za jeden. Jsou tam miliardy těchto atomů potulujících se kolem. A elektrony přeskakují sem a tam z jednoho atomu na druhý. Ale pro náš případ si to zjednodušme jen na tyto dva atomy. A pokud tento elektron ze sodíku přeskočí pryč, co se stane se sodíkem? Sodík pak nemá žádný elektron ve své valenční sféře. I když vlastně má, jeho valenční vrstva je teď ta o vrstvu níž. Ale můžeme říct, že ten elektron ztratil a jeho elektronová konfigurace je stejná jakou má neon. A vypadá teď jako neon. Ale teď má elektronů o jeden míň, než má protonů. Tudíž má kladný náboj. Předtím byl neutrální, ale teď je kladně nabitý. A jak vypadá chlór? Dříve měl 7 elektronů. 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7 Ten elektron přeskočil na chlór. Ten je teď spokojený, protože vypadá víc jako argon. Má kompletně zaplněnou valenční vrstvu. A jaký má teď náboj? Nyní má 18 elektronů místo 17. Takže jaký je náboj? 17 protonů, 18 elektronů, tedy -1 náboj. Takže sem napíšu minus, protože sem přibyl elektron od sodíku. Teď jsou oba atomy spokojené se svou elektronovou konfigurací. Oba mají stabilní valenční vrstvy. Ovšem nyní se přitahují díky coulombovským silám. Kladné se přitahuje se záporným, záporné se přitahuje s kladným. A tyto síly mohou být velmi silné, takže se k sobě oba atomy přimknou. A tato přitažlivá síla, nazýváme jí iontovou vazbou, vytvoří NaCl. Tato vazba nesdílí elektrony. A protože tento atom chce ten elektron tak moc a tento jej tolik chce odevzdat, tak si ho prostě předají. A přitom si řeknou: "Dal jsem ti elektron, ty jsi negativní, já pozitivní, tak u tebe zůstanu." A tak vznikne kuchyňská sůl. A s ní teď můžeme dochutit své jídlo. To byla situace, kdy se jeden chtěl elektronu zbavit a druhý jej chtěl přijmout. Co se stane v situaci, kdy ani jeden z nich není tak extrémně vyhraněný. Pojďme si tedy projít pár dalších příkladů. Nejlepší příklad je třeba s elementárním kyslíkem. Tady dole máme iontovou vazbu. A nechci teď přeskakovat, ale nevím jestli jsem to zmínil. Proč je to iontová vazba? Protože zkombinováním sodíku a chlóru jsme vytvořili ionty. Předáním sodíkového elektronu chlóru jsme vytvořili kladně nabitý kationt (sodný) a aniont (chlorid), protože je negativní. A pak se spolu semkly, a tím vytvořily iontovou vazbu. Co se tedy stane, pokud máme dva atomy, které nechtějí tolik předávat elektrony? Jejich elektronegativita je velmi podobná. A nejlepším příkladem jsou dva stejné prvky, například kyslík. Jeden kyslík mám tady. Podívejme se raději do periodické tabulky. Kyslík má 6 valenčních elektronů. 1, 2, 3, 4, 5, 6 valenčních elektronů. Je to 2s2 2p4, takže druhá vrstva má šest elektronů. Takže kyslík má 1, 2, 3, 4, 5, 6 A řekněme, že tu máme další kyslík, který má 1, 2, 3, 4, 5, 6 elektronů. A oba tyto kyslíkové atomy by chtěly mít 8 elektronů. Byly by tak stabilní a mohly by předstírat, že jsou vzácnými plyny. Ale očividně nemají 8 elektronů a kolem sebe mají jen kyslíkové atomy. Takže co mohou udělat? Řekněme, že tento kyslík přijde k tomuhle a řekne: "Proč bychom nemohly sdílet pár elektronů? Pak můžem oba předstírat, že jich máme 8." A ten druhý řekne: "Jo jasně, proč ne." Takže ho přesuneme sem, nakreslíme ho modře. ..kyslík ale nemusí nutně měnit barvy.. ..jen vtipkuji.. Jen ho nakreslím tady, abychom poznali, že tenhle je jiný než tenhle. A pak navzájem sdílejí tyto dva elektrony. Tak tu nakreslím čáry. Sdílejí tak dva páry elektronů. Takže tento atom měl 6 elektronů, ale může předstírat, že má i tento elektron. Takže teď má dohromady osm elektronů. A tenhle druhý může udělat to samé. Má nyní 1, 2, 3, 4, 5, 6, ale zároveň může předstírat, že má i tyto 2 ve valenční vrstvě, takže je spokojený. A tento stav, kdy atomy sdílejí elektrony, a pravděpodobnostní mrak výskytu elektronů se nachází mezi oběma atomy, se nazývá kovalentní vazba. Ta je typická, pokud máte dva prvky, které mají podobné elektronegativity, tedy potřeby sdílet eletrony. Dříve jsme mluvili o ionizační energii, a zmínili jsme kyslíkovou a vodní vazbu. A kyslík, ten už jsme kreslili. Vlastně ne kyslíková a vodní, ale vazba kyslíku s vodíkem. A kyslík s vodíkem vypadají takto. Mám jeden vodík tady a druhý tady. A řeknou si: "Proč bychom se nespojily, budeme sdílet nějaké elektrony!" A vodík řekne: "Jo, proč ne!" Radši to celé překreslím takhle, aby bylo jasné, že jde o sdílení. Takže, když překreslím kyslík takhle, rozdělí tyhle dva elektrony od sebe A tyhle dva vodíky přijdou a sdílejí jeden eletron tady a jeden elektron tady. Tento atom může předstírat, že má svojí první vrstvu zaplněnou, protože do první vrstvy se vejdou jen 2 elektrony. To je případ, kdy neplatí pravidlo osmi elektronů. Tenhle to může předstírat též. A kyslík teď může předstírat, že má 8 elektronů ve svojí vrstvě. a všichni jsou teď spokojení. Tohle je rovněž kovalentní vazba. Můžeme to zapsat i jinak. ...myslím, že jsem to již kreslil v minulém videu... Kdy každá čára znázorňuje dva elektrony. Tyto dva zápisy vyjadřují to samé. Ovšem v tomto případě je kyslík víc elektronegativní než vodík, a chce si elektrony přitáhnout víc než vodík. Takže elektrony nyní stráví více času okolo kyslíku než okolo vodíku. Vodík tak bude takzvaně částečný kladný náboj, na své straně molekuly. Zato kyslík bude mít částečný záporný náboj. Nakreslím to opravdu malé, protože to jsou jen částečné náboje. Tomu se říká kovalentní polární vazba. Je to stále kovalentní, sdílíme elektrony, ale je to polární, protože elektrony jsou více přitahovány k jedné straně molekuly. A díky tomu bude celá molekula mít takzvanou polaritu. Jedna strana molekuly bude víc negativní a druhá víc pozitivní. Protože elektrony budou trávit více času u negativní části, u kyslíku. A nyní poslední typ vazby, o které jsem chtěl mluvit, je kovová vazba. Byl jsem v metalové skupině na střední, ale to sem nepatří. (anglicky kov = metal) Takže u kovů nemůžeme přímo nakreslit elektronovou strukturu. Tak například si vezměme atom železa. Máme skupinku neutrálních atomů železa. A zavedeme jednu věc společnou pro všechny kovy. Co dělá kov kovem. Mají shluk elektronů ve své valenční vrstvě, ale kovy velmi rádi poskytují svoje elektrony, rádi rozdávají. Takže pokud dáte několik takových atomů dohromady, stane se to, že začnou sdílet všechny svoje elektrony. Takže se všechny stanou pozitivní. Dalo by se říci, že jsou velmi komunitní. A elektrony pak okolo nich vytvoří jakési moře, které navzájem sdílí úplně všichni. e minus, e minus... A protože všechny elektrony jsou v tomto moři a atomy železa mají pozitivní náboj, tak jsou vtahovány dovnitř tohoto moře. A to dovoluje kovům vést elektřinu. Mají totiž zásobu elektronů, která se dá velmi snadno přemisťovat. A díky tomu je také možné kovy různě tvarovat. Můžete s nimi totiž různě pohybovat. Představte si, že tohle je jakási hustá hmota z elektronů a tuto hmotu můžete různě ohnout, stlačit, roztáhnout aniž byste ji zlomili. Ovšem když byste si vzali soli, tak máte velmi silnou, ale tvrdou vazbu. Když se pokusíte ohnout tyč ze soli, tak ji prostě zlomíte. Vazba se rozbije. Není zde žádné gumové pole z elektronů, které můžete ohýbat jak chcete. Takže to jsou tři typy chemických vazeb. Doufám, že si je nyní dokážete představit. Je to velmi užitečné, protože zbytek chemie, všechno co děláme, bude nějak souviset s těmito vazbami. A budeme si vysvětlovat, co tyto vazby znamenají při různých dějích. Například při varu, při jakých teplotách se vaří a o jejich vlastnostech obecně. Těším se na vás v příštím videu.
video