Welke chemische bindingen zijn er

Inleiding

Alles in deze wereld is opgebouwd uit zeer kleine deeltjes. Veel vaste stoffen zijn opgebouwd uit zogenaamde moleculen, andere stoffen uit ionen; dat zijn elektrisch geladen deeltjes. Het is erg belangrijk dat deze minuscule deeltjes stevig aan elkaar vast blijven zitten, anders valt de wereld om ons heen uit elkaar. Letterlijk! In dit artikel worden de verschillende bindingen die tussen/in moleculen en ionen voor kunnen komen belicht.

Molecuulbinding

De meeste stoffen bestaan uit moleculen, zoals gassen en vloeistoffen bij kamertemperatuur, zoals water. Moleculen trekken elkaar aan. Vele honderdduizenden moleculen bij elkaar vormen een stof, bijvoorbeeld een druppel water. De (relatief zwakke) aantrekkingskracht tussen moleculen heet de molecuulbinding. Deze binding wordt ook wel de vanderwaalsbinding genoemd, omdat deze binding door de Nederlander J.D. van der Waals ontdekt is.

Bij lage temperaturen is deze binding sterk genoeg om moleculen aan elkaar vast te laten zitten. De stof is dan in vaste toestand. Maar wordt deze stof verder verhit, dan gaan de moleculen snel trillen en is de molecuulbinding niet sterk genoeg meer om de moleculen bij elkaar te houden. Er is dan een vloeistof. Wordt een stof nóg verder verhit, dan trillen de moleculen nog sneller en gaat de stof van een vloeistof over in de gasfase. Moleculaire stoffen (stoffen bestaande uit moleculen) hebben dus een laag kookpunt omdat molecuulbinding makkelijk te verbreken is.

Atoombinding

Moleculen zijn opgebouwd uit atomen. Atomen zijn dus nog kleiner dan moleculen. Ook tussen de atomen in een molecuul is er een binding: de atoombinding. Een atoom heeft een kern. Om deze kern heen bewegen negatief geladen deeltjes, elektronen. Elektronen van verschillende atomen trekken elkaar aan en gaan stevig aan elkaar vastzitten. Vaak komen er meerdere elektronen voor in een atoom. In een O-atoom (het atoom waaruit zuurstof is opgebouwd) bijvoorbeeld komen twee elektronen voor. Doordat nu twee elektronen bindingen met andere elektronen aan kunnen gaan, zal deze binding net iets sterker zijn dat atomen waarin maar één elektron voorkomt, zoals het H-atoom.

In de scheikunde worden vaak atomen getekend die met elkaar verbonden zijn. Een binding tussen twee elektronen van twee atomen, wordt met een rechte streep aangegeven.

Op de tekening, een structuurformule genoemd, is een watermolecuul te zien, bestaande uit één O-atoom en twee H-atomen. Aan ieder H-atoom zit één streepje vast. Dat betekent dat in het H-atoom één elektron voorkomt dat een binding heeft gevormd met in dit geval het O-atoom. Aan het O-atoom zitten twee streepjes vast. Dus de twee elektronen die in het O-atoom voorkomen zijn een binding met een ander elektron aangegaan. In dit geval met het ene elektron van ieder H-atoom.

Het aantal elektronen dat bindingen aan kunnen gaan, wordt ‘’covalentie’’ genoemd. De covalentie van een O-atoom is dus 2 en van een H-atoom 1.

Metaalbinding

Vaste en vloeibare metalen geleiden elektrische stroom. Zoals eerder aangegeven zijn elektronen geladen deeltjes. De elektronen in metaalatomen kunnen vrij rond bewegen. Deze elektronen worden vrije elektronen genoemd. Ze kunnen dus van het ene naar het andere atoom ‘’springen’’. Hierdoor kan elektrische stroom, veroorzaakt door de lading van de elektronen, door de metaalatomen geleid worden.

De vrije elektronen en de kernen van de metaalatomen trekken elkaar als een soort magneet aan. Hierdoor blijven de metaalatomen bij elkaar. De binding tussen verschillende elektronen en metaalatomen heet metaalbinding.

Twee zinkatomen waar een aantal elektronen vrij omheen en langs kan bewegen.

Ionbinding

Elektronen hebben een negatieve lading. In een atoom komen naast elektronen nog andere kleine deeltjes voor: protonen. Deze zijn positief geladen. Er zijn evenveel protonen als elektronen in een atoom aanwezig, dus evenveel positieve als negatieve lading. De ladingen heffen elkaar dus op. Soms staat een atoom één of meerdere elektronen af aan een ander atoom. In het atoom dat elektronen heeft afgestaan zijn nu dus meer protonen dan elektronen aanwezig. Dit atoom krijgt dan dus een positieve lading. In het atoom dat elektronen heeft ontvangen zijn meer elektronen dan protonen aanwezig en krijgt nu dus een negatieve lading. Een positief of negatief geladen atoom wordt een ion genoemd.

Ionen met een tegengestelde lading trekken elkaar aan. Dat wil zeggen dat positieve ionen negatieve ionen aantrekken. Het is nooit zo dat twee negatieve of twee positieve ionen elkaar aantrekken. De binding tussen ionen is erg sterk. Deze binding wordt ionbinding genoemd.

Conclusie

Er zijn verschillende soorten binding in en tussen moleculen of ionen:

● Molecuulbinding: ook wel vanderwaalsbinding. Dit is de aantrekkingskracht tussen moleculen.

● Atoombinding: moleculen bestaan uit atomen. Tussen atomen is een sterke binding aanwezig: de atoombinding.

● Metaalbinding: in metaalatomen komen vrij bewegende elektronen voor. Deze elektronen zorgen voor de geleiding van elektrische stroom en aantrekkingskracht tussen metaalatomen. Deze aantrekkingskracht heet metaalbinding.

● Ionbinding: atomen kunnen elektronen afstaan of opnemen, waardoor het atoom een positieve of negatieve lading krijgt. Een geladen atoom wordt een ion genoemd. De binding tussen ionen heet ionbinding.