Типы химической связи

Химическая связь – это сила, удерживающая друг с другом частицы, образующие вещество.

В зависимости от частиц, которые удерживают эти силы, связи подразделяются на внутримолекулярные и межмолекулярные.

Внутримолекулярные связи.

  1. Ковалентная связь.

Ковалентная связь – это общая электронная пара у двух атомов неметаллов.

Рассмотрим на примере молекулы водорода (Н2), в которой как раз реализуется ковалентная связь.

Молекулы водорода состоит из двух атомов водорода (Н), у которых на внешнем энергетическом уровне один электрон:

Атомы стремятся полностью заполнить свои орбитали. Для этого и объединяются два атома. Они делают свои неспаренные электроны общими: и получается общая электронная пара. Электроны стали спаренными:

Эта общая электронная пара и есть ковалентная химическая связь. Ковалентная связь обозначается либо чертой, соединяющей атомы, либо двумя точками, которые обозначают общую электронную пару:

Представьте, что есть два соседа по парте. Это два атома. Им нужно нарисовать картинку, в которой есть красный и синий цвет. У них есть общая пара карандашей (один красный, другой синий) – это общая электронная пара. Оба соседа по парте пользуются этими карандашами. Таким образом эти два соседа связаны общей парой карандашей, т.е. ковалентной химической связью.

Существует два механизма образования ковалентной химической связи.

  1. Обменный механизм образования ковалентной связи.

В таком случае каждый атом предоставляет электроны для образования ковалентной связи. Этот механизм мы и рассмотрели, когда знакомились с ковалентной связью:

  1. Донорно-акцепторный механизм образования ковалентной связи.

В этом случае общая электронная пара, если можно так выразиться, неравноценная.

Один атом имеет НЭП – неподеленную электронную пару (два электрона на одной орбитали). И он предоставляет ее целиком для образования ковалентной связи. Этот атом называется донором – поскольку он предоставляет оба электрона для образования химической связи.

А второй атом имеет только свободную орбиталь. Он принимает электронную пару. Этот атом называется акцептором – он принимает оба электрона.

Классический пример – это образование иона аммония NH4+. Он образуется при взаимодействии иона H+ и аммиака (NH3). Катион водорода H+ – это пустая s-орбиталь.

Эта частица будет акцептором.

У тома азота в аммиаке есть НЭП (неподеленная электронная пара).

Атом азота в аммиаке будет донором:

В данном случае и синий и красный карандаш принес один сосед по парте. Он «угощает» второго. И они оба пользуются карандашами.

Конкретные реакции, в которых образуется такой ион, будут рассмотрены позже в соответствующих разделах. Пока вам просто нужно запомнить принцип, по которому образуется ковалентная связь по донорно-акцепторному механизму.

Ковалентная связь бывает двух видов.  Различают ковалентную полярную и неполярную связи.

Ковалентная полярная связь возникает между атомами неметаллов с разными значениями электроотрицательности. То есть между разными атомами неметаллов.

Атом с большим значением электроотрицательности будет оттягивать общую электронную пару на себя.

Ковалентная неполярная связь возникает между атомами неметаллов с одинаковыми значениями электроотрицательности. Такое условие выполняется, если связь возникает между атомами одного химического элемента-неметалла. Поскольку у разных атомов электроотрицательности могут быть очень близкими друг к другу, но все равно будут отличаться.

Общая электронная пара не будет смещаться ни к одному атому, так как каждый атом «тянет» ее с одинаковой силой: общая электронная пара будет находиться посередине.

И конечно же ковалентная связь может быть одинарной, двойной и тройной:

  1. Ионная связь.

Ионная связь возникает между атомами металла и неметалла. Поскольку у металла и неметалла большая разница в электроотрицательности, электронная пара полностью оттягивается к более электроотрицательному атому – атому неметалла.

Конфигурация полностью заполненного энергетического уровня, достигается не за счет образования общей электронной пары. Неметалл забирает себе электрон металла – заполняет свой внешний уровень. А металлу проще отдать свои электроны (у него их немного) и у него тоже полностью заполненный уровень.

Таким образом металл, отдав электроны, приобретает отрицательный заряд, становится катионом. А неметалл, получив электроны, приобретает отрицательный заря, становится анионом.

Ионная химическая связь представляет собой электростатическое притяжение катиона к аниону.

Ионная связь имеет место в солях, оксидах и гидроксидах металлов. И в других веществах, в которых атом металла связан с атомом неметалла (Li3N, CaH2).

Здесь следует обратить внимание на одну важную особенность: ионная связь имеет место между катионом и анионов во всех солях. Наиболее общим образом мы описываем как связь металл-неметалл. Но необходимо понимать, что это сделано лишь для упрощения. В составе соли может и не быть атома металла. Например, в солях аммония (NH4Cl, (NH4)2SO4. Ион аммония NH4+ притягивается к аниону соли – это ионная связь.

Откровенно говоря, нет никакой ионной связи. Ионная связь – это всего лишь крайняя степень ковалентной полярной связи. У любой связи есть свой процент «ионности» – это зависит от разности электроотрицательностей. Но в школьной программе, а тем более в требованиях ЕГЭ ионная и ковалентная связь – это совершенно два разных понятия, которые нельзя смешивать.

  1. Металлическая связь.

Все великолепие металлической связи можно понять лишь вместе с металлической кристаллической решеткой. Поэтому металлическую связь мы рассмотрим позже, когда будем разбирать кристаллические решетки.

Все, что пока нужно знать – это то, что металлическая связь реализуется в простых веществах – металлах.

Межмолекулярные связи.

Межмолекулярные связи гораздо слабее внутримолекулярных, так как в них не замешана общая электронная пара.

  1. Водородные связи.

Водородные связи возникают в вещества, в которых атом водорода связан с атомом с высоким значением электроотрицательности (F, O, Cl, N).

В таком случае связь с атомов водорода становится сильнополярной. Электронная пара смещается от атома водорода к более электроотрицательному атому. Из-за этого смещения, на водороде появляется частичный положительный заряд (δ+), а на электроотрицательном атоме частичный отрицательный заряд (δ-).

Например, в молекуле фтороводорода:

К δ+ одной молекулы притягивается δ- другой молекулы. Это и есть водородная связь. Графически на схеме она обозначается пунктирной линией:

Молекула воды может образовывать четыре водородные связи:

Водородные связи обусловливают более низкие температуры кипения и плавления веществ, между молекулами которых они возникают. Сравните сероводород и воду. В воде есть водородные связи – она жидкость при нормальных условиях, а сероводород – газ.

  1. Силы Ван-дер-Ваальса.

Это очень слабые межмолекулярные взаимодействия. Принцип возникновения такой же, как и у водородных связей. Очень слабые частичные заряды возникают при колебаниях общей электронной пары. И возникают сиюминутные силы притяжения между этими зарядами.

 

Авторизация
*
*

Регистрация
*
*
*
Пароль не введен
*
Генерация пароля

himiyaklas.ru cможет принять любую посещаемость благодаря кешированию WP Super Cache