Covalente verbindingen of moleculaire verbindingen zijn chemische verbindingen van elementen die met elkaar verbonden zijn door covalente bindingen. Covalente bindingen worden alleen gevormd tussen niet-metaalhoudende elementen omdat deze elementen dezelfde of vergelijkbare elektronegativiteitswaarden hebben. Hier zijn voorbeelden van covalente verbindingen en een blik op hun gemeenschappelijke eigenschappen.
Voorbeelden van covalente verbindingen
Je kunt covalente verbindingen herkennen doordat ze alleen uit niet-metalen bestaan. Je kunt ook een tabel met elektronegativiteitswaarden raadplegen. Als de elektronegativiteitswaarden van de elementen in een verbinding identiek of vergelijkbaar zijn, dan vormen ze covalente verbindingen. Als algemene regel geldt dat als het verschil in elektronegativiteit kleiner is dan 2 op de schaal van Pauling, de atomen covalente bindingen vormen. Als het verschil in elektronegativiteit 2 of meer is, vormen de elementen ionische bindingen.
Voorbeelden van covalente verbindingen zijn onder andere:
- O2 – zuurstof
- Cl2 – chloor
- PCl3 – fosfortrichloride
- CH3CH2OH – ethanol
- O3 – ozon
- H2 – waterstof
- H2O – water
- HCl – waterstofchloride
- CH4 – methaan
- NH3 – ammoniak
- CO2 – kooldioxide
- Proteïnen
- Koolhydraten (suikers en zetmeel)
- Lipiden (vetten)
- Nucleïnezuren (DNA en RNA)
Merk op dat organische verbindingen allemaal covalente verbindingen zijn.
De uitzondering op de regel
In het algemeen, als een molecuul geheel uit niet-metalen bestaat, kun je aannemen dat het een covalente verbinding is. Er is echter één opmerkelijke uitzondering. Het kation ammonium (NH4+) is zo elektropositief dat het ionische bindingen vormt met niet-metalen in plaats van covalente bindingen. Tegelijkertijd zijn de bindingen tussen de stikstof- en waterstofatomen wel covalent. Verbindingen als ammoniumchloride (NH4Cl) en ammoniumnitraat (NH4NO3) bevatten dus zowel ionische als covalente bindingen.
Eigenschappen van covalente verbindingen
Covalente verbindingen hebben een aantal gemeenschappelijke eigenschappen:
- Lage smeltpunten
- Lage kookpunten
- Slechte elektrische geleiders
- Slechte thermische geleiders
- Vormen brosse of zachte vaste stoffen
- Lage enthalpie’s van fusie
- Lage enthalpie’s van verdamping
Omwille van hun lage smeltpunten, zijn veel moleculaire verbindingen vloeistoffen en gassen bij kamertemperatuur. Vaste covalente verbindingen zijn meestal zacht of bros omdat de covalente bindingen (en soms waterstofbruggen) relatief gemakkelijk te breken zijn. De gedeelde elektronen binnen de verbindingen beperken de elektronenmobiliteit, zodat covalente verbindingen warmte of elektriciteit niet zo goed geleiden als ionische verbindingen.
- Campbell, Neil A.; Williamson, Brad; Heyden, Robin J. (2006). Biologie: Exploring Life. Boston, MA: Pearson Prentice Hall. ISBN 0-13-250882-6.
- March, Jerry (1992). Geavanceerde organische chemie: Reacties, Mechanismen, en Structuur. John Wiley & Sons. ISBN 0-471-60180-2.
- Stranks, D. R.; Heffernan, M. L.; Lee Dow, K. C.; McTigue, P. T.; Withers, G. R. A. (1970). Chemie: A Structural View. Carlton, Vic.: Melbourne University Press. ISBN 0-522-83988-6.