Nie ma ostrej granicy między wiązaniem jonowym i kowalencyjnym. Generalnie aniony jednoatomowe nie są wystarczająco stabilne, aby uzasadnić pełne przeniesienie elektronu z kationu, więc proste związki binarne mają zwykle znaczący charakter kowalencyjny, nawet jeśli ich struktura krystaliczna sugeruje inaczej. Na przykład $ \ ce {CsCl} $ ma mieć 25% kowalencyjnego charakteru. Z drugiej strony wiązania heteroatomowe mają zwykle charakter jonowy. Biorąc to pod uwagę, nie mamy wyraźnych grup jonowych i kowalencyjnych związków metali, ale raczej ich widmo.
- $ \ ce {CsClO4} $ byłby prawie czystym związkiem jonowym
- $ \ ce {CsCl} $ byłoby głównie jonowe
- $ \ ce {AlCl3} $ byłoby silnie polarne, ale znacząco kowalencyjne
- $ \ ce {CuS } $ byłby prawie czysto kowalencyjny
- $ \ ce {Li2} $ w fazie gazowej jest czysto kowalencyjny
Aby otrzymać strukturę z czysto kowalencyjnym wiązaniem, musimy wziąć pod uwagę homoatomowe wiązania z atomami w identycznym sąsiedztwie, w przeciwnym razie powstanie pewna polaryzacja, aw konsekwencji wiązanie jonowe. Takie cząsteczki z wiązaniami metal-metal istnieją.
-
Zacznijmy od najbardziej klarownego (i co prawda najmniej znaczącego chemicznie) przykładu: zgrupuj jedno dwuatomowe cząsteczki metalu. Takie cząsteczki istnieją w fazie gazowej i można je wykryć spektroskopowo, chociaż energia wiązania jest dość niska ze względu na małą gęstość i stosunkowo nieznaczne nakładanie się orbitali.
-
Dla grupy drugiej jest tam jest raport raczej złożonego związku z wiązaniem Mg-Mg
-
W trzecim rzędzie znajdują się doniesienia o różnych związkach, z których najprostszy to $ \ ce {((((CH3) 3Si) 2CH) 2Al) 2} $ z bezpośrednim wiązaniem Al-Al.
-
Istnieją doniesienia o $ \ ce {Sn2H6} $, czyli $ \ ce {(SnH3) 2} $
Należy jednak zauważyć, że przy atomach w lewym dolnym rogu układu okresowego wiązania homoatomowe są bardzo niestabilne, do tego stopnia, że niemożliwe jest uzyskanie stabilnych związków.
Znanych jest wiele innych przykładów elementów D. Na początek $ \ ce {(Mn (CO) 5) 2} $ jest stosunkowo stabilnym związkiem z pojedynczym wiązaniem Mn-Mn. Jednak elementy d faworyzują złożone struktury z nietypowo zdelokalizowanym, ale wyraźnie kowalencyjnym wiązaniem, podobnie jak borany. Takie struktury są szczególnie powszechne w przypadku metali późno przejściowych, powiedzmy z prostokąta Cr-W-Pt-Ni. Przykładem może być $ \ ce {Rh6 (CO) 16} $, przyjmujące strukturę z atomami $ \ ce {Rh} $ tworzącymi (prawie) idealny ośmiościan.
Patrząc z innej strony, możemy szukać cząsteczek z metalem jako centralnym atomem. Są znacznie bardziej powszechne w zwykłej chemii, chociaż czasami może być kwestionowany charakter wiązania. Na przykład octan miedzi przyjmuje niezwykłą strukturę koła łopatkowego, ale można argumentować, że wiązanie miedź-tlen jest jonowe. Z drugiej strony, cząsteczki o wysokim stopniu utlenienia pierwiastka D zwykle mają efektywny ładunek centralnego atomu znacznie poniżej jego formalnego stanu utlenienia, więc takie związki można uznać za wysoce polarne, ale nadal kowalencyjne z natury. To powiedziawszy, wiele wyższych chlorków, tlenochlorków i fluorków można uznać za kowalencyjne, na przykład $ \ ce {TiCl4} $, $ \ ce {VCl4} $, $ \ ce {CrO2Cl2} $, $ \ ce {OsO4} $, $ \ ce {WF6} $, $ \ ce {AuF5} $.
Patrząc z trzeciej strony, możemy argumentować, że są to głównie związki kowalencyjne, w których metal jest związany z rodnikiem, które wyraźnie nie mogą ustabilizować ładunku ujemnego, takie jak cząsteczka $ \ ce {CO} $ lub $ \ ce {CH3 } $ i kilka innych organicznych fragmentów. Takie związki są znane dla większości metali w układzie okresowym, powiedzmy, $ \ ce {LiCH3} $, $ \ ce {CH3MgCl} $ (natura tych związków jest bardziej złożona niż jest to zwykle zapisane), $ \ ce {Al2 ( CH3) 6} $, $ \ ce {PbEt4} $ (tetraetyloołowiec) i wiele związków pierwiastków D, takich jak $ \ ce {(CH3) 2CuLi} $.
Tutaj głównie unikałem ogromnej puszki robaków zwanych „związkami koordynacyjnymi”, które obejmują (głównie) interakcje atomów pierwiastka D z różnymi dawcami par elektronów. Można argumentować, że niektóre z takich związków są głównie kowalencyjne, na przykład większość karbonyli metali, na przykład $ \ ce {Cr (CO) 6} $, ale niektóre z nich są głównie jonowe, na przykład $ \ ce {[FeF6] ^ {3 -}} $ lub dipol jonowy, na przykład $ \ ce {[Co (NH3) 6] ^ {2 +}} $