Reddit – askscience – Enligt kemin är joniska bindningar starkast, men i biologin är kovalenta bindningar starkast. Hur kan detta vara möjligt?

Det är en fråga om stabilt mot vad?

Ioniska och kovalenta bindningar förklaras ganska bra i MO-teorin.

Se på den här bilden. När två atomer med halvt ockuperade orbitaler möter varandra bildar orbitalerna en bindande (lägre) och en antibindande orbital. Båda elektronerna från de halvt ockuperade orbitalerna ockuperar efteråt den bindande orbitalen.

Skillnaden mellan kovalent och jonisk bindning är energidifferensen mellan de inledande obitalerna. En liten skillnad leder till kovalenta bindningar (bild vänster sida) en stor skillnad leder till polariserade bindningar/jonbindningar(bild höger sida). Nu är det intressanta: Energidifferensen mellan det lägre initiala orbitalet och det bindande orbitalet (Delta E kovalent i bilden) blir mindre ju större den initiala energidifferensen blir.

Så när kemister bryter en bindning sätter de tillbaka en elektron till varje initalorbital. För kovalenta bindningar innebär detta 2*Delta E kovalent för joniska bindningar är detta Delta E kovalent +(Delta E kovalent + Delta E inital).

Och även om Delta E kovalent är mindre är den totala energitermen större för joniska bindningar.

När biologer bryter en bindning tar de bara den minsta energidifferensen så 2*Delta E kovalent för både joniska och kovalenta bindningar. Och för joniska bindningar är Delta E kovalent mindre.

Varför tar inte kemister också den minsta energidifferensen?

För att det finns något som bilden ovan inte visar. När man lägger båda elektronerna på en atom får man två joner. (Den ena atomen har en elektron mer än ursprungligen, den andra har en elektron mindre.) För att separera dessa två elektroner krävs ytterligare energi för att övervinna couloumb-attraktionen.

Biologer anser att en bindning är bruten, när de är separata delar i en vattenlösning. Jonerna drar alltså nytta av alla dessa jonstabiliserande effekter av vatten och är inte heller särskilt långt åtskilda. Kemister anser att en bindning är bruten (mer exakt definieras den bindningsbrytande entalpen mot) två icke interagerande partiklar. För joner innebär detta att de är oändligt långt ifrån varandra och att de inte interagerar med något annat, så att de befinner sig i gasfas.

För varje molekyl i grundtillstånd (även CsF) i gasfas är denna couloumb-energi helt enkelt för mycket. Vid någon tidpunkt knäpper elektronen tillbaka och bildar två radikaler.

Lämna ett svar

Din e-postadress kommer inte publiceras.