Ионная химическая связь

Химическая связь, основанная на электростатическом притяжении ионов, называется ионной связью.

Такая связь возникает при большой разнице в электроотрицательностях связываемых атомов (Δχ > 2 ), например, в хлориде натрия NaCl Δχ = 3.0(Cl) - 0.9(Na) = 2.1.

Так как электрическое поле иона имеет сферическую симметрию, то в отличие от ковалентной ионная связь не обладает направленностью.

Взаимодействие двух противоположно заряженных ионов не приводит к полной взаимной компенсации их электрических полей, они сохраняют способность притягивать и другие ионы.

Поэтому в отличие от ковалентной, ионная связь не обладает насыщаемостью.

Из-за отсутствия у ионной связи направленности и насыщенности каждый ион окружен ионами противоположного знака, число которых определяется размерами и силами отталкивания одноименно заряженных ионов. Поэтому соединения с ионной связью представляют собой кристаллические вещества.

Взаимное расположение (координация) ионов в кристаллах определяется не столько природой ионов, сколько их размерами, т.е. отношением радиусов катионов и анионов. В простейших случаях при отношении r_к:r_а=0,22-0,41 реализуется взаимная тетраэдрическая координация ионов, как это имеет место в одной из разновидностей сульфида цинка ZnS – каждый ион окружен четырьмя ионами противоположного знака:

При отношении r_к:r_а=0,41-0,73 реализуется взаимная октаэдрическая координация ионов, при которой каждый ион окружен шестью ионами противоположного знака. Это имеет место в кристаллах хлорида натрия NaCl:

Кубическая объемно-центрированная координация ионов проявляется при r_к:r_а=0,73-1,73, как это реализуется в кристаллах бромида цезия – каждый из ионов окружен восемью противоположно заряженными ионами:

Так как в соединениях с ионной связью каждый ион находится в электрическом поле ионов противоположного знака, происходит их взаимная поляризация и деформация, что приводит к частичному перекрыванию электронных облаков взаимодействующих ионов и наложению на ионную связь некоторой части ковалентной. Поэтому отдельной, чистой ионной связи не существует. Даже в таком типично ионном соединении как NaCl на долю ионной приходится 94%, а 6% приходится на ковалентную связь.

Наиболее общим случаем химической связи является полярная ковалентная связь, а неполярная и ионная связи – ее предельные случаи. В первом из них полярная связь отсутствует, а во втором – достигает определенного максимального значения для каждой пары ионов.

Металлическая связь

Химическая связь в металлических кристаллах сильно делока- лизована, электроны, осуществляющие металлическую связь, перемещаются по всему кристаллу и принадлежат всем его атомам.

Типы кристаллических решеток металлов:

1. Гексагональная (магний, титан, цинк, кадмий)

2. Гранецентрирован-ная кубическая (алюминий, медь, серебро, золото)

3. Объемоцентрированная кубическая (щелочные металлы, хром, железо)

1 тип	2 тип	3 тип

С точки зрения метода ВС в кристаллах металлов между атомами реализуется предельно делокализованная (в разной степени для различных металлов) химическая связь. Валентные электроны атомов металлов в кристаллах более или менее легко перемещаются по энергетически доступным орбиталям, обеспечивая высокую электропроводность теплопроводность, металлический блеск, пластичность, образование сплавов и другие свойства.