Kemiallinen sidos
Kemiallinen sidos on elektronien muodostama, kemiallista yhdistettä koossa pitävä voima. Sidoksia on useita eri tyyppejä, mutta ne kaikki perustuvat atomiydinten ja elektronien välisiin voimiin. Vahvoja kemiallisia sidoksia ovat ionisidos, kovalenttinen sidos ja metallisidos. Kovalenttisia sidoksia esiintyy epämetalliatomien välillä ja ionisidoksia epämetalli- ja metalliatomien välillä. Lisäksi on olemassa heikkoja sidoksia, kuten van der Waalsin voima, dipoli-dipolisidos ja vetysidos.
Sidos syntyy spontaanisti, mikäli atomit voivat vapauttaa energiaa sitoutumalla.
Kovalenttinen sidos
Kovalenttinen sidos voi muodostua kahden epämetalliatomin välille. Tyypillisessä tapauksessa kovalenttiset sidokset pitävät koossa kahden tai useamman atomin muodostamia molekyylejä, kun taas molekyylien välillä vaikuttavat paljon heikommat sidokset (dipoli-dipolisidos tai van der Waalsin voima). Tällaisia yhdisteitä kutsutaan molekyyliyhdisteiksi. Kuitenkin on myös aineita, esimerkiksi timantti, joissa pelkästään kovalenttiset sidokset pitävät kokonaista kidettäkin koossa.
Kovalenttiset sidokset jaetaan yksinkertaisiin, kaksois- ja kolmoissidoksiin niihin osallistuvien elektroniparien lukumäärän mukaan.
| Sidos | Jaettuja elektronipareja |
Merkintä | Esimerkki |
|---|---|---|---|
| Yksinkertainen sidos | 1 | – tai : | Etaanin kahden hiiliatomin välinen sidos |
| Kaksoissidos | 2 | = tai :: | Eteenin kahden hiiliatomin välinen sidos |
| Kolmoissidos | 3 | ≡ tai ::: | Etyynin kahden hiiliatomin välinen sidos |
Ionisidos
Ionisidos voi muodostua ainoastaan metalli- ja epämetallielementin välille. Toisin kuin kovalenttinen sidos, jossa elektronit ovat yhteisiä, ionisidos perustuu elektronien siirtämiseen atomilta toiselle. Metalliatomit luovuttavat elektroneja ja epämetalliatomit tai -molekyylit ottavat niitä vastaan. Tällöin varautuneiden atomien tai atomiryhmien välinen sähköinen vetovoima sitoo ne yhteen. Varautuneita atomeja tai atomiryhmiä kutsutaan ioneiksi. Ionisidos on siten kahden ionin välinen sähkömagneettinen vuorovaikutus.
Ionisidoksen sisältävistä yhdisteistä eli ioniyhdisteistä käytetään nimitystä suola. Suoloissa ionit ovat säännöllisenä ionihilana. Ionien vuoksi niiden sulatteet johtavat sähköä.
Ioniluonne ja elektronegatiivisuusero
| Elektronegatiivisuusero | Sidostyyppi |
|---|---|
| 0 - 1,7 | Kovalenttinen sidos |
| yli 1,7 | Ionisidos |
Sidoksen luonnetta voidaan tarkastella siihen osallistuvien atomien elektronegatiivisuuserojen perusteella. Elektronegatiivisuusarvot ovat kullekin alkuaineelle ominaiset. Kahden saman alkuaineen atomin välinen elektronegatiivisuusero on siis nolla. Kahden saman epämetallin atomin välinen kovalenttinen sidos on tällöin symmetrisesti kovalenttinen, ja sidoksella on vain kovalenttista luonnetta. Mikäli epämetalliatomien elektronegatiivisuusero on suurempi kuin nolla, niiden välisellä kovalenttisella sidoksella on myös ioniyhdisteen piirteitä, ioniluonnetta.
Ioniluonteen kasvu ilmenee kovalenttisen yhdisteen poolisuutena. Tällöin sidoksen atomeista elektronegatiivisempi vetää elektroneita puoleensa enemmän. Osittaisvaraus merkitään yleisesti atomin kohdalle pienellä deltakirjaimella ja sen yläindeksiin varauksen mukaan liitettävällä plus- tai miinussymbolilla. Mikäli epämetalliatomien välinen elektronegatiivisuusero on suurempi kuin 0,4 Paulingin asteikon mukaan, voidaan yhdistettä pitää yleisesti poolisena kovalenttisena sidoksena. Metalli- ja epämetalliatomien välisille ionisidoksille erot ovat yli 1,7 – kuitenkin näilläkin sidoksilla esiintyy hieman elektronien jakamista ja siten niillä on hieman kovalenttista luonnetta. Ei ole olemassa sidosta, jolla olisi pelkkää ioniluonnetta.
Katso myös
- vetysidos, joka on dipoli-dipoli-vuorovaikutuksen erikoistapaus, joka syntyy sellaisten molekyylien välille, joissa vetyatomi on liittynyt hyvin elektronegatiivisen alkuaineen atomiin (esim. F, N, O).
- dipoli-dipolisidos
- van der Waalsin voima
