Daleko od posljednje uloge na kemijskoj razini organizacije svijeta igra metoda povezivanja strukturnih čestica, međusobnog povezivanja. Velika većina jednostavnih tvari, naime nemetala, ima kovalentnu nepolarnu vezu, s izuzetkom inertnih plinova. Metali u svom čistom obliku imaju poseban način vezanja, koji se ostvaruje socijalizacijom slobodnih elektrona u kristalnoj rešetki.
Sve složene tvari (osim nekih organskih) imaju kovalentne polarne kemijske veze. Tipovi i primjeri ovih spojeva bit će razmotreni u nastavku. U međuvremenu je potrebno otkriti koja karakteristika atoma utječe na polarizaciju veze.
Elektronegativnost
Atomi, odnosno njihove jezgre (koje su, kao što znamo, pozitivno nabijene), imaju sposobnost privlačenja i zadržavanja gustoće elektrona, posebice tijekom stvaranja kemijske veze. Ovo svojstvo nazvano je elektronegativnost. U periodnom sustavu njegova vrijednost raste u periodima i glavnim podskupinama elemenata. Vrijednost elektronegativnosti nije uvijek konstantna i može se promijeniti, na primjer, pri promjeni vrste hibridizacije kojaatomske orbitale.
Kemijske veze, čiji će tipovi i primjeri biti navedeni u nastavku, odnosno lokalizacija ili djelomično pomicanje ovih veza na jednog od sudionika vezanja, objašnjava se upravo elektronegativnom karakteristikom jednog ili drugog elementa. Pomak se događa na atom za koji je jači.
Kovalentna nepolarna veza
"Formula" kovalentne nepolarne veze je jednostavna - dva atoma iste prirode ujedinjuju elektrone svoje valentne ljuske u zajednički par. Takav se par naziva zajedničkim jer podjednako pripada oba sudionika u vezivanju. Zahvaljujući podruštvljavanju gustoće elektrona u obliku para elektrona, atomi prelaze u stabilnije stanje, dok dovršavaju svoju vanjsku elektronsku razinu, a "oktet" (ili "dublet" u slučaju jednostavna vodikova tvar H2, ima jednu s-orbitalu, za koju su potrebna dva elektrona za završetak) je stanje vanjske razine kojoj svi atomi teže, budući da njeno punjenje odgovara stanje s minimalnom energijom.
Primjer nepolarne kovalentne veze postoji u anorganskoj i, koliko god to čudno zvučalo, ali i u organskoj kemiji. Ova vrsta veze svojstvena je svim jednostavnim tvarima - nemetalima, osim plemenitim plinovima, budući da je razina valencije atoma inertnog plina već završena i ima oktet elektrona, što znači da veza sa sličnim ne čini osjećaj za to i još je manje energetski koristan. U organskim tvarima nepolarnost se javlja u pojedinačnim molekulamaodređenu strukturu i uvjetovan je.
Kovalentna polarna veza
Primjer nepolarne kovalentne veze ograničen je na nekoliko molekula jednostavne tvari, dok su dipolni spojevi u kojima je gustoća elektrona djelomično pomaknuta prema elektronegativnijem elementu velika većina. Bilo koja kombinacija atoma s različitim vrijednostima elektronegativnosti daje polarnu vezu. Konkretno, veze u organskim tvarima su kovalentne polarne veze. Ponekad su ionski, anorganski oksidi također polarni, au solima i kiselinama prevladava ionski tip vezivanja.
Kao ekstremni slučaj polarnog vezanja, ponekad se razmatra ionski tip spojeva. Ako je elektronegativnost jednog od elemenata znatno veća od elektronegativnosti drugog, elektronski se par potpuno pomiče iz središta veze prema njemu. Tako dolazi do razdvajanja na ione. Onaj tko uzme par elektrona pretvara se u anion i dobiva negativan naboj, a onaj koji izgubi elektron pretvara se u kation i postaje pozitivan.
Primjeri anorganskih tvari s kovalentnom nepolarnom vrstom veze
Tvari s kovalentnom nepolarnom vezom su, na primjer, sve binarne molekule plina: vodik (H - H), kisik (O=O), dušik (u njegovoj molekuli 2 atoma povezana su trostrukom vezom (N ≡ N)); tekućine i krute tvari: klor (Cl - Cl), fluor (F - F), brom (Br - Br), jod (I - I). Kao i složene tvari koje se sastoje od atoma različitih elemenata, ali sa stvarnim istimvrijednost elektronegativnosti, na primjer, fosfor hidrid - pH3.
Organski i nepolarni uvez
Jasno je da je sva organska tvar složena. Postavlja se pitanje, kako može postojati nepolarna veza u složenoj tvari? Odgovor je prilično jednostavan ako malo razmišljate logično. Ako se vrijednosti elektronegativnosti spojenih elemenata neznatno razlikuju i ne stvaraju dipolni moment u spoju, takva se veza može smatrati nepolarnom. Upravo je takva situacija s ugljikom i vodikom: sve C-H veze u organskim tvarima smatraju se nepolarnim.
Primjer nepolarne kovalentne veze je molekula metana, najjednostavnijeg organskog spoja. Sastoji se od jednog atoma ugljika, koji je prema svojoj valenciji povezan jednostrukim vezama s četiri atoma vodika. Zapravo, molekula nije dipol, budući da u njoj nema lokalizacije naboja, donekle zbog tetraedarske strukture. Gustoća elektrona je ravnomjerno raspoređena.
Primjer nepolarne kovalentne veze postoji u složenijim organskim spojevima. Ostvaruje se zbog mezomernih učinaka, tj. uzastopnog povlačenja elektronske gustoće, koja brzo blijedi duž ugljičnog lanca. Dakle, u molekuli heksakloroetana, C-C veza je nepolarna zbog jednolikog povlačenja elektronske gustoće od strane šest atoma klora.
Druge vrste veza
Osim kovalentne veze, koja se, inače, može izvesti i po donor-akceptorskom mehanizmu, postoje ionske, metalne ivodikove veze. Kratke karakteristike pretposljednje dvije prikazane su gore.
Vodikova veza je međumolekularna elektrostatička interakcija koja se opaža ako molekula ima atom vodika i bilo koji drugi atom koji ima nepodijeljene elektronske parove. Ova vrsta veze je mnogo slabija od ostalih, ali zbog činjenice da se u tvari može stvoriti mnogo tih veza, značajno doprinosi svojstvima spoja.
