Vraag:
Wat is het verschil tussen fysische en chemische bindingen?
Juha
2012-05-04 14:59:36 UTC
view on stackexchange narkive permalink

Als je de chemische bindingen karakteriseert in twee categorieën fysische en chemische bindingen, hoe doe je dat dan? Zijn niet alle obligaties chemisch en fysisch ?

Van de freedictionary.com, chemische binding:

Elke van verschillende krachten, vooral de ionische binding, covalente binding en metallische binding, waardoor atomen of ionen worden gebonden in een molecuul of kristal.

Wat is dan de fysieke binding? Hoe moet het atoom aan een molecuul worden gebonden als dit niet de bindingen zijn. Wat zijn deze "verschillende krachten" precies?

In het antwoord zou ik graag de lijsten met chemische en fysische bindingen willen zien.

Zet je aan het denken ... de ionische binding in zouten en de binding die je krijgt als geladen stukjes papier aan een kam blijven plakken, zijn beide in wezen elektrische aantrekkingskracht, ja? Maar de ene is een fysieke band, en de andere is een chemische band ...
Vier antwoorden:
#1
+21
F'x
2012-05-04 16:23:12 UTC
view on stackexchange narkive permalink

Kortom: de definitie van een chemische binding is niet uniek en een duidelijk getekende lijn. De eenvoudigste en meest gebruikelijke definitie is het delen van elektronen tussen twee of meer kernen . Daarentegen wordt vaak gezegd dat andere interacties intermoleculair zijn (wat iets specifieker is dan de term 'fysiek'.


In een langer commentaar zie ik dat vijf verschillende soorten definities van de chemische binding (vs. intermoleculaire interacties).

  1. Laten we bij het begin beginnen, in dit geval met de woorden van Linus Pauling, winnaar van de Nobelprijs voor Prijs voor "het bepalen van de aard van de chemische binding die atomen tot moleculen verbindt". In The Nature of the Chemical Bond (1960) geeft hij de volgende definitie:

    The Chemical Bond Defined . - We zullen zeggen dat er een chemische binding is tussen twee atomen of groepen atomen in het geval dat de krachten die daartussen werken zo zijn als om te leiden tot de vorming van een aggregaat met voldoende stabiliteit om het de chemicus gemakkelijk te maken om het als een onafhankelijke moleculaire soort te beschouwen.

    Een binding is wat atomen in m oleculen , en moleculen worden gedefinieerd naar goeddunken van de chemicus. Je kunt dezelfde definitie nog steeds vinden in sommige middelbare schoolboeken, maar het is niet erg nuttig ...

  2. Het tegenovergestelde: beschouw alle interacties als chemisch obligaties , waarvan de sterkte kan variëren. Ik had die eigenlijk niet gehoord voordat ik studieboeken zocht om dit antwoord te schrijven, maar je kunt het in sommige studieboeken vinden, zoals deze:

    Een chemische binding is het fysische fenomeen van chemische soorten die bij elkaar worden gehouden door atomen aan elkaar te trekken door het delen en uitwisselen van elektronen, en is een fenomeen dat volledig wordt beschreven door de wetten van de kwantumelektrodynamica. Over het algemeen worden sterke chemische bindingen gevonden in moleculen, kristallen of vast metaal en organiseren ze de atomen in geordende structuren. Zwakke chemische bindingen worden klassiek verklaard als effecten van polariteit tussen moleculen die sterke polaire bindingen bevatten. Sommige zeer zwakke binding-achtige interacties zijn ook het gevolg van geïnduceerde polariteit Londense krachten tussen de elektronenwolken van atomen of moleculen. Dergelijke krachten maken het vloeibaar worden en stollen van inerte gassen mogelijk. Bij de allerlaagste sterke punten van dergelijke interacties is er geen goede operationele definitie van wat een juiste definitiegebonden "band" is.

    Deze visie heeft enige basis, omdat alle interatomaire interacties voortkomen uit het gedrag van de elektronen van het systeem (naast de coulombkrachten van kernen - kernen). Het laat echter niet toe om een ​​sterk onderscheid te maken tussen interacties waarvan de energieën ordes van grootte verschillen. Chemici houden van moleculen, en ze houden ervan dingen te categoriseren tussen intra- en intermoleculair, omdat het een mooi model is (waardoor onze geest gemakkelijker kan omgaan).

  3. Je kunt classificeren interacties door energie: beslis dat chemische bindingen die interacties zijn die een energie hebben die hoger is dan een bepaalde drempel , laten we zeggen 50 kJ / mol. Dit maakt de zaken overzichtelijk en zorgt ervoor dat u interacties gemakkelijk kunt classificeren. De keuze van een drempel is echter problematisch.

  4. Ten slotte, wat volgens mij de meest gebruikelijke beschrijving is, is kijken naar de aard van de interactie , en deze classificeren volgens een bepaalde conventie . De twee andere antwoorden tot dusver hebben zich op dit deel geconcentreerd en de verschillende "gebruikelijke" soorten bindingen en intermoleculaire interacties opgesomd, dus daar zal ik niet meer over zeggen.

  5. I zei vijf soorten, toch? Nou, de vijfde is natuurlijk van mij. Niet alleen die van mij, maar ook die van de New Oxford American Dictionary , die ik erg leuk vind:

    chemische binding
    a sterke aantrekkingskracht die atomen bij elkaar houdt in een molecuul of kristal, resulterend uit het delen of overbrengen van elektronen.

    Kort en krachtig. Wat ik daarin leuk vind, is dat het een algemeen recept geeft, waardoor men individuele gevallen kan beargumenteren en niet te veel op conventie is gebaseerd. Wat zijn de kenmerken van een chemische binding? Welnu, het moet een aantrekkingskracht tussen atomen zijn, zeker ... maar ik denk dat het meest relevante criterium van allemaal het delen (of overdragen) van elektronen is. Dat is tenslotte waar chemie over gaat: beschrijving van elektronische wolken rond twee of meer atomen. En ik denk dat wanneer dit criterium wordt toegepast op de lijst van interactietypes die gewoonlijk worden geclassificeerd, het vrij goed werkt (zonder dogmatisch te zijn).

    Wat ik er ook leuk aan vind, is dat een bepaald interactietype kan worden beschouwd op de een of andere manier, afhankelijk van zijn sterkte. Het beste voorbeeld hiervan is wellicht de waterstofbrug, het archetype van de bijna chemische binding ...

Nu: 'Wat definieert expliciet een waterstofbinding?' 3 .. 2 ... 1 ... GAAN! : D
@LordStryker eenvoudig! ;-) IUPAC-aanbevelingen gepubliceerd in * Pure Appl. Chem. *, 2011, Vol. 83, nr. 8, blz. 1637-1641, doi: 10.1351 / PAC-REC-10-01-02
Ah ja. Ik wist dat de H-bond-definitie zou worden bijgewerkt, maar ik had de krant niet echt gezien. Heel goed! Ik ben echter nog steeds enigszins ontevreden. Een voorbeeld dat ik kan geven zijn de criteria met betrekking tot de H-bindingshoek. Hoe dichter bij 180 het wordt, hoe sterker de band. Er zit dus een controverse in: hoe acuut kan de hoek zijn voordat deze niet langer als een H-binding wordt beschouwd? Ik heb zoveel mensen (inclusief professoren en studenten) zien discussiëren over wat wel en niet een H-binding is, omdat de hoek 'te ver' van 180 ligt. Natuurlijk kun je 'H-bond like' zeggen, maar dat begint klinkt als een afdekking voor mij.
+1 voor zo'n uitgebreide discussie. Nummer 5 is inderdaad een mooie compacte definitie, maar om pedant te zijn, zou je nog steeds een kwantitatieve drempel moeten invoeren voor wat wordt bedoeld met "sterk" en kristal: anders zou een groep van vele tegengesteld geladen ballons worden geclassificeerd als een chemisch gebonden kristal.
Wat is de rechtvaardiging voor het trekken van de "scheidslijn" bij b.v. 50 kJ / mol?
@F'x PS geen aanval op jou - je hebt geweldig werk verricht door de verschillende soorten hechtingsbeschrijvingen die vaak in de chemie worden gebruikt, te catalogiseren. Ik wilde die manier van classificeren in diskrediet brengen.
#2
+3
Eric Brown
2013-05-04 17:07:11 UTC
view on stackexchange narkive permalink

Het antwoord is dat er één (of misschien twee) soorten obligaties zijn. Een binding ontstaat wanneer twee atomen op een netto-elektrostatisch gunstige manier worden aangetrokken. (Natuurlijk zijn de elektronen en protonen onderhevig aan hun kwantum-aard)

Waarom twee? In de Quantum Theory of Atoms in Molecules is de "procedure":

  1. Stel vast of er een bindingspad bestaat tussen twee atomen (atomaire bekkens). Dit is een ja / nee-antwoord - het is een binding of geen binding - omdat het elektrostatisch gunstig of ongunstig is.
  2. Als er wel een bindingspad bestaat, dan is het teken van de Laplaciaan van de elektronendichtheid op het kritieke punt van de obligatie vertelt u of de interactie "covalent" of "niet covalent" is, hoewel deze termen niet strikt van toepassing zijn. +/- opbrengsten slechts TWEE mogelijke soorten obligaties.

Tussen haakjes: De Laplace-waarde van elk veld is een maatstaf voor het feit of de elektronendichtheid op een bepaald punt een "put" of een "bron" is. De realiteit is: er is een volledig, continu spectrum van waarden van de Laplace. Geen van hen presenteert zichzelf als "dipool" of "van der Waals".

Samenvattend is er één taal van binding, en dat is vervat in de kwantumfysica. Je zult nooit horen van van der Waals-krachten in een natuurkunde [kwantumelektrodynamica] les, want zoiets bestaat niet. Er is geen van der Waals-term in de Schrödingervergelijking.

Het verschil tussen chemische en fysische bindingen zoals dat in de klas wordt onderwezen, is eenvoudig: de chemie als geheel heeft de pre-kwantumrevolutie-beschrijving van een binding niet door elkaar geschud. Het is rampzalig ingewikkeld voor studenten en professionals in het veld, want er is een nooit eindigend gekibbel of iets een 'dipool-dipool' of 'dipool-geïnduceerde dipool' of 'drie centra, twee elektronen' is. Maar dit zijn allemaal argumenten gebouwd op wankele steigers.

Feit is dat de regels van fysieke binding bijna 'saai' zijn. Het tweede feit is dat de meeste bindingsbeschrijvingen in de chemie slechts bepaalde elementen van de werkelijkheid bevatten. Het is de verdienste van chemici dat ze snel en efficiënt bepaalde vaak voorkomende motieven in binding moeten beschrijven - zonder toevlucht te nemen tot een kwantumchemieberekening - en ze hebben het behoorlijk goed gedaan. Het is alleen dat deze beschrijvingen enigszins dubbelzinnig zijn en altijd openstaan ​​voor interpretatie, en dus niet puur kwantummechanisch.

#3
+2
leftaroundabout
2012-05-04 15:32:31 UTC
view on stackexchange narkive permalink

Alle banden zijn natuurlijk fysiek. Maar niet alle bindingen zijn chemisch - als een ietwat stom voorbeeld, beschouw een magneet die aan je koelkast is bevestigd, wat in zekere zin een fysieke binding is, maar niet veel met chemie te maken heeft.

De definitie die je citeerde is prima, en laat heel duidelijk die soorten obligaties achter die niet zijn opgenomen als " de fysieke obligaties". Van der Waalskrachten die moleculen niet binden tot een starre kristalstructuur, met name de Londense dispersiekrachten, worden meestal niet als chemische bindingen beschouwd, net zo min als de krachten die atoomkernen of neutronensterren bijeenhouden.

Natuurlijk bindt geen van deze moleculen aan elkaar; als je het hiertoe beperkt, heb je gelijk dat elke binding tegelijkertijd fysiek en chemisch is.

#4
-1
Pranay wandhe
2014-04-27 22:51:43 UTC
view on stackexchange narkive permalink

Bond betekent aantrekkingskracht. Materie bestaat uit moleculen en atomen. De fysieke aantrekkingskracht die atomen en moleculen in een materie vasthoudt, wordt fysieke binding genoemd. Vander waal's krachten, coulombische krachten zijn fysieke krachten. De binding die ontstaat door het gedrag van een atoom om stabiel te worden, wordt een chemische binding genoemd. De fysieke binding is te wijten aan de eigenschap van deeltjes die massa worden genoemd, elektrische lading (positief of negatief).



Deze Q&A is automatisch vertaald vanuit de Engelse taal.De originele inhoud is beschikbaar op stackexchange, waarvoor we bedanken voor de cc by-sa 3.0-licentie waaronder het wordt gedistribueerd.
Loading...