Χημικός δεσμός

Παραδείγματα απεικόνισης χημικών δεσμών, με σημεία Λιούις (Lewis dot), μεταξύ άνθρακα C, υδρογόνου H και οξυγόνου O. Η απεικόνιση των χημικών δεσμών με σημεία Λιούις αντιπροσωπεύει μια πρώιμη προσπάθεια για να περιγραφούν οι χημικοί δεσμοί και βρίσκονται ακόμη και σήμερα σε ευρεία χρήση.

Χημικός δεσμός καλείται η ελκτική δύναμη που συνδέει άτομα, ιόντα ή μόρια, που επιτρέπει το σχηματισμό μορίων (με την ευρεία έννοια) χημικών ουσιών, που περιέχουν δύο ή περισσότερα άτομα. Ο όρος επεκτείνεται επίσης στις ελκτικές αλληλεπιδράσεις μεταξύ των «μορίων» της ίδιας ουσίας (δυνάμεις συνοχής) και στις ελκτικές αλληλεπιδράσεις μεταξύ των «μορίων» διαφορετικών ουσιών (δυνάμεις συνάφειας), που βρίσκονται σε μείξη ή επαφή. Ο χημικός δεσμός δημιουργείται με την ηλεκτροστατική έλξη ανάμεσα σε αντίθετα ηλεκτρικά φορτία, είτε μεταξύ των ηλεκτρονίων και των πυρήνων είτε ως αποτέλεσμα μιας διπολικής έλξης. Η ισχύς των χημικών δεσμών ποικίλει σημαντικά, καθώς υπάρχουν τόσο «ισχυροί δεσμοί», όπως οι ομοιοπολικοί δεσμοί ή οι ετεροπολικοί δεσμοί, αλλά και «ασθενείς δεσμοί», όπως οι αλληλεπιδράσεις διπόλου - διπόλου, η οι δυνάμεις διασποράς του Λονδίνου (London dispersion force) και ο οι δεσμοί υδρογόνου.

Αφού τα αντίθετα ηλεκτρικά φορτία έλκονται μέσω μιας απλής ηλεκτρομαγνητικής δύναμης, τα αρνητικά φορτισμένα ηλεκτρόνια που περιφέρονται γύρω από τους πυρήνες και τα θετικά φορτισμένα πρωτόνια των πυρήνων αυτών έλκονται. Ένα ηλεκτρόνιο που βρίσκεται μεταξύ δύο πυρήνων έλκει και έλκεται και από τους δύο. Η έλξη αυτή δημιουργεί ένα χημικό δεσμό. Εξαιτίας του ότι τα υλοκύματα των ηλεκτρονιακών νεφών έχουν μικρότερη μάζα και καταλαμβάνουν πολύ μεγαλύτερο όγκο σε σύγκριση με τους πυρήνες, αυτός ο όγκος που καταλαμβάνεται από τα ηλεκτρονιακά νέφη κρατά τους ατομικούς πυρήνες σε μια σχετική απόσταση, σε σύγκριση με το ίδιο το μέγεθος των πυρήνων αυτών. Αυτό το φαινόμενο περιορίζει την απόσταση μεταξύ των πυρήνων των ατόμων σε ένα χημικό δεσμό.

Γενικά, οι ισχυροί χημικοί δεσμοί σχετίζονται με τη συνεισφορά ή και μεταφορά των ηλεκτρονίων μεταξύ των ατόμων που παίρνουν μέρος σε αυτούς τους χημικούς δεσμούς. Τα άτομα στα μόρια, στους κρυστάλλους και στα μέταλλα, ουσιαστικά στην πλειοψηφία της περιβάλλουσας σε μας ύλης, κρατούνται κοντά μεταξύ τους με χημικούς δεσμούς, οι οποίοι καθορίζουν τη δομή και τις ιδιότητες της ύλης αυτής.

Κατηγορίες

Οι χημικοί δεσμοί κατηγοριοποιούνται σε πέντε κύριες κατηγορίες:

• ετεροπολικός δεσμός ή ιοντικός δεσμός
• ομοιοπολικός δεσμός
• μεταλλικός δεσμός
• (δεσμός ή) δυνάμεις van der Waals
• δεσμός υδρογόνου