Hvilken type binding forbinder to hydrogenatomer?

Bindingen, der forbinder to hydrogenatomer i et brintgasmolekyle, er en klassisk kovalent binding. Bindingen er let at analysere, fordi brintatomerne kun har en proton og en elektron hver. Elektronerne er i brintatomets enkelt elektronskal, der har plads til to elektroner.

Fordi brintatomerne er identiske, kan hverken tage elektronet fra det andet for at færdiggøre dets elektronskal og danne en ionisk binding. Som et resultat deler de to hydrogenatomer de to elektroner i en kovalent binding. Elektronerne tilbringer det meste af deres tid mellem de positivt ladede brintkerner, og tiltrækker dem begge til den negative ladning af de to elektroner.

TL; DR (for lang; læste ikke)

Molekyler med brintgas består af to hydrogenatomer i en kovalent binding. Hydrogenatomer danner også kovalente bindinger i andre forbindelser, såsom i vand med et iltatom og i carbonhydrider med carbonatomer. I tilfælde af vand kan de kovalent bundne hydrogenatomer danne yderligere intermolekylære hydrogenbindinger, der er svagere end de kovalente molekylære bindinger. Disse bindinger giver vand nogle af dets fysiske egenskaber.
Kovalente bindinger i vand

Brintatomerne i H _{2O-molekylet danner den samme type kovalente bindinger som i brintgas men med ilt atom. Oxygenatom har seks elektroner i det yderste elektronskal, der har plads til otte elektroner. For at udfylde dens skal deler oxygenatomet de to elektroner af de to hydrogenatomer i en kovalent binding.}

Foruden den kovalente binding danner vandmolekylet yderligere intermolekylære bindinger med andre vandmolekyler. Vandmolekylet er en polær dipol, hvilket betyder, at den ene ende af molekylet, oxygenenden, lades negativt, og den anden ende med de to hydrogenatomer har en positiv ladning. Det negativt ladede iltatom i et molekyle tiltrækker et af de positivt ladede hydrogenatomer i et andet molekyle og danner en dipol-dipolbrintbinding. Denne binding er svagere end den kovalente molekylære binding, men den holder vandmolekylerne sammen. Disse intermolekylære kræfter giver vandspecifikke egenskaber, såsom høj overfladespænding og et relativt højt kogepunkt for molekylets vægt.
Carbon and Hydrogen Covalent Bonds

Carbon har fire elektroner i sin yderste elektronskal, som har plads til otte elektroner. Som et resultat deler carbon i en konfiguration fire elektroner med fire hydrogenatomer for at udfylde dens skal i en kovalent binding. Den resulterende forbindelse er CH <4, methan.

Selvom methan med dets fire kovalente bindinger er en stabil forbindelse, kan kulstof indgå i andre bindingskonfigurationer med brint og andre carbonatomer. Den fire ydre elektronkonfiguration tillader kulstof at skabe molekyler, der danner grundlaget for mange komplekse forbindelser. Alle sådanne bindinger er kovalente bindinger, men de tillader carbon stor fleksibilitet i dens bindingsadfærd.
Kovalente bindinger i kulstofkæder

Når carbonatomer danner kovalente bindinger med færre end fire brintatomer, er der ekstra bindingselektroner tilbage i carbonatomens ydre skal. For eksempel kan to carbonatomer, der danner kovalente bindinger med tre hydrogenatomer, hver danne en kovalent binding med hinanden ved at dele deres enkeltstående resterende bindingselektroner. Denne forbindelse er ethan, C <2H _6.

Tilsvarende kan to carbonatomer binde til to hydrogenatomer hver og danne en dobbelt kovalent binding med hinanden ved at dele deres fire resterende elektroner mellem dem . Denne forbindelse er ethylen, C 2H <4. I acetylen, C <2H <2, danner de to carbonatomer en tredobbelt kovalent binding og en enkeltbinding med hvert af de to hydrogenatomer. I disse tilfælde er kun to carbonatomer involveret, men de to carbonatomer kan nemt opretholde kun enkeltbindinger med hinanden og bruge resten til at binde med yderligere carbonatomer.

Propan, C _{3H < sub> 8, har en kæde med tre carbonatomer med enkelt kovalente bindinger imellem. De to ende carbonatomer har en enkelt binding med det midterste carbonatom og tre kovalente bindinger med tre hydrogenatomer hver. Det midterste carbonatom har bindinger med de to andre carbonatomer og to hydrogenatomer. En sådan kæde kan være meget længere og er grundlaget for mange af de komplekse organiske kulstofforbindelser, der findes i naturen, alle baseret på den samme type kovalent binding, der forbinder to hydrogenatomer.}