Img00024 (2)

28

Podobne wiązania występują między dwoma atomami tlenu (rys. 1.24-1). Nie zapełnione zewnętrzne powłoki elektronowe atomów mają w tym przypadku po sześć elektronów. W związku z tym atomy te wiążą się ze sobą za pomocą dwóch dubletów elektronowych. W rezultacie, zewnętrzne powłoki elektronowe obydwu atomów zostają dopełnione do ośmiu elektronów (pozorne oktety elektronowe), co upodabnia je do atomów neonu.

Jeśli utworzenie dwóch wspólnych par elektronowych nie wystarcza do uzyskania oktetu, mogą powstać wielokrotne wiązania kowalencyjne. Przykładem takiego wiązania jest wiązanie w cząsteczce metanu CH₄. Powstaje ona w wyniku połączenia czterech jednoelektronowych atomów wodoru z jednym atomem węgla, dysponującym czterema elektronami walencyjnymi. W tworzeniu całkowicie zapełnionych zewnętrznych powłok elektronowych biorą w tym przypadku udział cztery dublety elektronowe (rys. 1.24-1).

Wiązanie dwóch atomów poprzez pary elektronów zostało wyjaśnione na gruncie mechaniki falowej. Zgodnie z zakazem Pauliego, pary mogą tworzyć elektrony charakteryzujące się trzema identycznymi liczbami kwantowymi, różniące się spinem. W przypadku gdyby elektrony wiążące miały takie same spiny, energia pary atomów wzrosłaby, a powstające siły odpychające nie dopuściłyby do utworzenia cząsteczki. Przy antyrównoległych spinach elektronów wiążących energia układu maleje, osiągając minimum przy pewnej odległości między atomami, która jest ich odległością równowagi w cząsteczce.

1.25. Z punktu widzenia elektronowej teorii wiązań wiązania jonowe i kowalencyjne należy widzieć jako dwa skrajne przypadki położenia wspólnej pary elektronów. Okazuje się, że wiązania czysto kowalencyjne, jak i czysto jonowe należą do rzadkości.

Wprowadzono pojęcie elektroujemności pierwiastków jako zdolności atomów w cząsteczce do wiązania własnych i obcych elektronów walencyjnych. Każdemu atomowi można przypisać określoną wartość elektroujemności od najmniejszej 0,79 (wg skali Paulinga) dla cezu do największej 3,98 dla fluoru. Dla atomów zestawionych w tablicy okresowego układu pierwiastków wartości elektroujemności na ogół rosną przy przesuwaniu się w prawo i maleją przy przesuwaniu się w dół tablicy.

Jedynie dla atomów o jednakowej elektroujemności (praktycznie dla cząsteczek homopolarnych) wiążąca para elektronów w wiązaniu kowalencyjnym znajduje się pośrodku, w równej odległości od obu jąder. Mamy wtedy do czynienia z wiązaniem czysto kowalencyjnym. Gdy elektroujemności obu atomów różnią się, wspólna para elektronów zbliża się bardziej do atomu o większej elektroujemności, który staje się wtedy jonem słabo ujemnym a pozostały — jonem słabo dodatnim. Mamy wtedy do czynienia z wiązaniem kowalencyjnym spolaryzowanym. Wielkość tej polaryzacji zależy od różnicy elektroujemności obu atomów. W skrajnym przypadku, gdy jeden z atomów ma bardzo wysoką elektroujemność, a drugi bardzo niski potencjał jonizacji, wiążąca para elektronów przyłącza się do atomu o dużej elek-