Lotura Kimikoak: Molekulen Geometria eta Indarrak

Lewis-en egiturak atomoen arteko loturak nola ematen diren adierazten du, baina ez ordea molekula batek zer geometria izango duen.

Molekulen geometria aztertzeko, Balentzia-Mailako Elektroi Bikoteen Aldarapen-metodoan (BMEBA) oinarritu behar dugu. Elektroi lotzaile eta ez-lotzaileen arteko aldarapen-indarrak ahalik eta txikienak izateko, atomo zentralaren inguruan kokatzen dira ahalik eta urrunen. Aldarapenaren ordena: bikote ez-lotzaile - bikote ez-lotzaile > bikote ez-lotzaile - bikote lotzaile > bikote lotzaile - bikote lotzaile.

Atomo zentralek elektroi-bikote lotzaileak baino ez dituzte. Beraz, elektroi ez-lotzaileen arteko aldarapen-indarrak gutxitzeko aukerarik onena geometria (lineala, tetraedrikoa, trigonal laua...) izatea litzateke, loturen arteko angelua (180º, 120º...) izanik. Molekula lineala, tetraedrikoa, trigonal laua...

Adibidea: Lotzaile eta ez-lotzaile: AX₂E₂

Geometria: Atomo zentralak bi bikote lotzaile eta beste bi ez-lotzaile ditu. Beraz, bikoteen arteko aldarapen-indarrak gutxitzeko erarik onena geometria tetraedrikoa izango litzateke, non atomoek erpin bana okupatuko luketen eta bikote ez-lotzaileak beste bi erpinetara zuzenduta egongo liratekeen (bikote elektronikoen banaketa). Hori dela eta, molekularen geometria angeluarra da.

Lotura-angelua: Bikote ez-lotzaileen eraginez, angelua 109º baino txikiagoa izango da.

Polaritatea: Lotura batean parte hartzen duten elementuek elektronegatibotasun ezberdina badute, lotura horretan partekatutako elektroiak elektronegatiboagoa den atomotik gertuago kokatzen dira. Hori dela eta, lotura horretan karga-dentsitateak agertzen dira (ez dira benetako kargak) dipolo bat agertuz. Loturan momentu dipolar bat agertuko da (µ≠0).

Sare-energia (U): Ioien kargarekiko zuzenki proportzionala eta ioien tamainarekiko alderantziz proportzionala da. Zenbat eta negatiboagoa izan sare-energia, hainbat eta egonkorragoa da konposatua.

Lotura ionikoa (EM+M): Ioi positiboen eta ioi negatiboen arteko indar elektrostatikoek sorrarazten duten elkarketa da. Elkarketa horren ondorioz, konposatua agertzen da, sare kristalino ionikoz osatua. Gogorrak, fusio-puntu altua (600-3000), ez-eroaleak. Adibidez: NaCl, Ca(NO₃)₂, K₂SO₄, CuSO₄.

Lotura kobalentea (EM+EM): Eratzen da bi atomok elektroi bikote bat edo gehiago partekatzen dutenean elkartzeko. Bi mota: molekularrak (Van der Waals-en indarrak, hidrogeno-lotura; oso bigunak, fusio-puntu baxua (-272-400); ez-eroaleak; adibidez: O₂, H₂O, CO₂, C₄H₁₀, S₈) eta atomikoak (lotura kobalentea, oso gogorrak, fusio-puntu oso altuak (1200-3600), ez-eroaleak; adibidez: C, B, SiC, SiO₂, BN).

Lotura metalikoa (M+M): Metalen atomoen artean diharduen elkarketa-indarra da. Horrek ematen die sare kristalinoei beren egonkortasuna eta propietateak. Bigunetik oso gogorreraino, fusio-puntu tarte oso zabala (-39-3400), eroale onak; adibidez: Zn, Na, Fe, Ag, Os.

Konposatu ionikoen sare-energia zeharka kalkulatu daiteke, Born-Haber zikloa aplikatuz. Prozesu termodinamiko ziklikoa da, eta haren oinarria den hipotesiaren arabera, konposatu ioniko bera bi bide edo prozesu desberdinen bitartez lor daiteke.

Lotura kobalenteak berezkoak dituen ezaugarri batzuei lotura-parametroak deritze, eta honako hauek dira: loturaren energia, luzera, angelua eta polaritatea.

Molekula diatomiko baten lotura-energia edo lotura-entalpia gas-egoeran dauden mol bat molekula atomotan disoziatzen gertatzen den entalpia-aldaketa da.

Lotura-luzera lotura kobalentez elkartutako bi atomoren nukleoen arteko distantzia da.

Nukleo atomikoetatik pasatzen diren zuzenek edo lotura-norabideek angelu bat eratzen dute: lotura-angelua.

Lotura kobalente apolarrean elektroiak berdin banatzen dira bi atomoren artean, eta dentsitate elektronikoa, beraz, simetrikoa da bi nukleoekiko.

Lotura kobalente polarrean bi atomoetako bat bestea baino elektronegatiboagoa da, eta, horrenbestez, beregana erakartzen du partekatzen duten karga elektronikoa.

Metalen egiturak eta propietateak azaltzeko, lotura metalikoaren hiru eredu proposatu dira: hodei elektronikoaren eredua, lotura kobalente delokalizatuaren eredua eta banden eredua.

Hodei elektronikoaren eredua: Balentzia-elektroiak ioien arteko hutsuneetan zehar higi daitezke; elektroi horiek hodei elektronikoa osatzen dute.

Lotura kobalente delokalizatuaren eredua: Lotura metalikoa lotura kobalentearen kasu berezia da, atomo metaliko bakoitza gelaxka batean baitago, inguruan beste atomo batzuk dituelarik, erpinetan kokatuta. Atomo zentralak elektroi bat jartzen du, eta inguruko atomo bakoitzak bere elektroia partekatzen du alboko gelaxka guztiekin.

Banda-eredua: Balentzia-bandetan oinarritzen da. Balentzia-banda horiek zenbateraino dauden beteta, eta haien artean zenbateko energia-aldea dagoen, metalak hiru multzo edo motatan sailka daitezke: eroaleak, erdieroaleak eta isolatzaileak.

Loturak molekulen barruan diharduten indarrak dira, hau da, indar intramolekularrak. Baina badira molekulen arteko elkarrekintzak ere: indar intermolekularrak.

Molekula arteko indarrak esaten zaie substantzia kobalenteen molekulen artean diharduten erakarpen-indarrei.

Molekula arteko indarrak bi eratakoak izan daitezke: Van der Waals-en indarrak edo hidrogeno-loturak.