Kobalentzia ulertzea eta adibideak
Pendahuluan
Kimikan, atomoek substantzia bat osatzeko konbinatzeko moduak neurri handi batean zehazten ditu substantzia horren propietateak. Atomoek nola lotzen diren azaltzen duen kontzeptu garrantzitsu bat kobalentzia da. Lotura kobalenteak (kobalentzia) elementu ez-metalikoz osatutako konposatuetan aurkitzen dira maiz, adibidez, uretan (H₂O), karbono dioxidoan (CO₂), metanoan (CH₄) eta bizitzaren oinarri diren hainbat konposatu organikotan. Kobalentziaren esanahia eta adibideak ulertzeak lagunduko digu ulertzen nola eratzen diren egitura molekularrak, zergatik dituzten substantzia batzuek irakite-puntu jakin batzuk, zergatik diren konposatu batzuk erraz disolbagarriak uretan eta nola gertatzen den erreaktibotasun kimikoa.
Kobalentzia ulertzea
Kobalentzia lotura kobalenteen eraketarekin lotutako kontzeptua da, hau da, bi atomok elektroi pare bat partekatzen dutenean egonkortasuna lortzeko gertatzen diren lotura kimikoak. Oro har, atomoek gas nobleen antzera (oktetoaren araua) konfigurazio elektroniko egonkorra lortu nahi dute, hau da, kanpoko geruzan 8 elektroi izatea (salbuespen batzuk badaude ere). Ez-metalen atomoek elektronegatibotasun nahiko altua izan ohi dutenez eta "ez dituztelako erraz" elektroiak galtzen, egonkortasuna lortzeko modurik probableena elektroiak partekatzea da, lotura ionikoetan bezala erabat eman edo jaso beharrean.
Beste era batera esanda, lotura ionikoetan elektroiak atomo batetik bestera transferitzen diren bitartean, lotura kobalenteetan elektroiak partekatzen dira. Partekatutako elektroiek lotura-elektroi bikote bat osatzen dute, eta horrek bi nukleo atomikoak elkarrekin "lotzen" ditu molekula bakarra edo lotura kobalente bat osatzeko.
Zergatik gertatzen dira lotura kobalenteak?
Lotura kobalenteak energia-egoera baxuago eta egonkorrago batera iristeko bulkadaren ondorioz sortzen dira. Bi atomo elkarrengandik hurbiltzen direnean, haien balentzia-elektroiak parteka daitezke, eta horrek atomo bakoitzak bere kanpoko geruzan elektroi kopuru nahikoa "baduela" ematen du. Horrek sistema egonkorragoa egiten du atomoak bakarrik daudenean baino.
Adibidez, hidrogeno atomo batek (H) elektroi bat du eta egonkortasuna lortu nahi du, helioak (He) bi elektroi dituen bezala. Bi hidrogeno atomok elektroi pare bat parteka dezakete, H₂ molekula bat osatuz. H₂ atomo bakoitzak bere lehen geruzan bi elektroi balitu bezala "sentitzen" da orain, eta horrela egonkortasuna lortzen da.
Lotura kobalente motak
Lotura kobalenteak atomoen arteko elektronegatibotasun-aldearen arabera eta partekatzen dituzten elektroi-bikoteen kopuruaren arabera bereiz daitezke.
1. Partekatutako elektroi bikote kopuruan oinarrituta
1. Lotura kobalente bakarra: elektroi pare bat partekatzen du.
Adibidez: H—H H₂-n, edo C—H CH₄-n.
2. Lotura kobalente bikoitza: 2 elektroi bikote partekatzea.
Adibidez: O=O O₂-n, edo C=O CO₂-n.
3. Lotura kobalente hirukoitza: 3 elektroi bikote partekatzea.
Adibidea: N≡N N₂-ren gainean.
Zenbat eta elektroi bikote gehiago partekatu, orduan eta lotura sendoagoa eta atomoen arteko distantzia laburragoa.
2. Polaritatean oinarrituta
1. Lotura kobalente ez-polarrak
Bi atomoek elektronegatibotasun bera edo oso antzekoa dutenean gertatzen da, elektroi bikotea nahiko berdin partekatuz.
Adibidea: H₂, O₂, N₂, Cl₂.
2. Lotura kobalente polarrak
Hau gertatzen da elektronegatibotasun-aldea hain esanguratsua denean, non elektroi-bikotea atomoetako batengana gehiago erakartzen den. Horren ondorioz, karga partzialak (δ⁺ eta δ⁻) sortzen dira.
Adibideak: H—Cl HCl-tan, O—H H₂O-tan.
Garrantzitsua da bereiztea lotura polar batek ez duela beti esan nahi molekula polarra denik; molekula baten polaritatea molekularen formak (geometriak) ere eragiten du.
Kobalentziaren adibideak eguneroko konposatuetan
Hona hemen eguneroko bizitzan erraz aurki daitezkeen adibide batzuk:
1. Ura (H₂O)
Ura lotura kobalente polarrak dituen konposatu baten adibide garrantzitsua da. Oxigeno atomoa hidrogenoa baino elektronegatiboagoa da, beraz, bikote bakartia oxigenoarekiko erakarpen handiagoa du. Horrek urari propietate bereziak ematen dizkio, hala nola substantzia asko disolbatzeko gaitasuna, gainazaleko tentsio handia eta irakite-puntu nahiko altua beste molekula txikiekin alderatuta.
H₂O-n, bi O—H lotura polar daude. Gainera, ur molekulen forma "okertuak" (ez linealak) esan nahi du haien dipolo momentuek ez dutela elkar ezeztatzen, beraz, ur molekulak osotasunean polarrak dira.
2. Karbono dioxidoa (CO₂)
CO₂-k bi lotura kobalente bikoitz ditu C eta O artean (O=C=O). C=O lotura polarra da, baina CO₂ lineala da, beraz, bere bi dipolo momentuek elkar ezeztatzen dute. Ondorioz, CO₂ molekula guztiz ez-polarra da. Hori da CO₂ substantzia polar puruak baino uretan gutxiago disolbagarria den arrazoietako bat, nahiz eta baldintza batzuetan azido karbonikoa sortzeko erreakzionatu dezakeen.
3. Metanoa (CH₄)
Metanoa C eta H arteko lotura kobalente bakarrez osatutako konposatu organiko sinple bat da. Oro har, CH₄ ez-polarra da, bere forma tetraedro simetrikoa delako eta C eta H arteko elektronegatibotasun aldea ez delako oso handia. Metanoa gas naturalaren osagai nagusia da eta erregai gisa asko erabiltzen da.
4. Oxigenoa (O₂) eta nitrogenoa (N₂)
O₂-k lotura kobalente bikoitza du (O=O), eta N₂-k, berriz, lotura kobalente hirukoitza (N≡N). N₂-ko lotura hirukoitza oso sendoa da, nitrogenoa nahiko inertea bihurtuz (ez da erraz erreakzionatzen) ohiko baldintzetan. Horregatik, nitrogenoak Lurraren atmosfera menderatzen du, baina ez du erraz erreakzionatzen baldintza berezirik edo katalizatzaile baten laguntzarik gabe.
5. Hidrogeno kloruroa (HCl)
HCl lotura kobalente polarraren adibide bat da. Kloroa (Cl) hidrogenoa baino elektronegatiboagoa da, beraz, bere elektroiak Cl-ra erakarriagoak dira, eta horrek karga partziala sortzen du. Uretan disolbatzen denean, HCl ionizatu egiten da H⁺ eta Cl⁻ sortzeko, azido sendo gisa ezagutzen dena. Horrek erakusten du konposatu batek lotura kobalentea izan dezakeela, baina ioiak sor ditzakeela disoluzioan.
6. Amoniakoa (NH₃)
Amoniakoak lotura kobalentea du N eta H artean. NH₃ molekulak forma piramidal trigonala du eta polarra da. Amoniakoa oso erabilia da ongarrien industrian, garbiketan eta hainbat prozesu kimikotan. Amoniakoaren polaritateari esker, urarekin elkarreragin sendoa du.
Konposatu kobalenteen ezaugarri orokorrak
Oro har, konposatu kobalenteek ezaugarri hauek dituzte (salbuespenak badaude ere):
1. Asko elementu ez-metalikoetatik eratzen dira.
2. Oro har, konposatu ionikoek baino urtze- eta irakite-puntu baxuagoak dituzte, batez ere molekula txikiek.
3. Konposatu kobalente ez-polarrak uretan disolbaezinak izan ohi dira, baina disolbatzaile ez-polarretan disolbagarriak.
4. Ez dute elektrizitatea eroaten egoera solidoan; batzuek elektrizitatea eroa dezakete disoluzioan ionizatzen badira (adibidez, HCl uretan).
5. Konposatu organiko askotan aurkitzen da, hala nola hidrokarburoetan, alkoholetan, azido organikoetan eta proteinetan.
Itxiera
Kobalentzia oinarrizko kontzeptua da, atomoek, batez ere ez-metalek, elektroi bikoteak partekatuz loturak nola eratzen dituzten azaltzen duena. Lotura kobalenteak sinpleak, bikoitzak edo hirukoitzak izan daitezke, eta polarrak edo ez-polarrak. Adibideak oso ezagunak dira eguneroko bizitzan, hala nola ura (H₂O), karbono dioxidoa (CO₂), metanoa (CH₄), oxigenoa (O₂), nitrogenoa (N₂) eta hidrogeno kloruroa (HCl). Kobalentziaren definizioa eta adibideak ulertuz gero, errazago lotu dezakegu egitura molekularra substantzia baten propietate fisiko eta kimikoekin.
Nahi baduzu, artikuluaren bertsio zientifikoago bat gehi dezaket (Lewis egituren, zortzikotearen arauaren eta geometria molekularraren inguruko eztabaidarekin) edo bigarren hezkuntzako ikasleentzako bertsio sinpleago bat.
