Виды химической связи

I. Ионная связь – связь, которая образуется между элементами электроотрицательность которых резко отличается (между металлами и неметаллами) за счет электростатических сил притяжения.

Катионы – атомы (группы атомов), имеющие положительный заряд за счет отдачи электронов (атомы металлов) - Na⁺: ₁₁Na(2e^-8e^-1e^-); Na⁰ - 1e^- Na⁺

Анионы – атомы (группы атомов), имеющие отрицательный заряд, за счет присоединения электронов (атомы неметаллов) - Cl^-: ₁₇Cl(2e^-8e^-7e^-); Cl⁰ + 1e^- Cl^-

Между катионами и анионами возникают силы электростатического притяжения, которые удерживают их друг около друга: Na⁺ + Cl^- Na⁺Cl^-

Такой тип связи характерен для гидроксидов типичных металлов, солей кислородсодержащих и бескислородных кислот.

Вещества с ионной связью образуют соединения с ионной кристаллической решеткой. Они твердые, прочные, тугоплавкие, с высокой температурой плавления, в растворах (расплавах) являются электролитами.

II. Ковалентная связь – это связь, возникающая между атомами неметаллов за счет образования общих электронных пар.

Механизм образования может быть обменный – атомы образуют общие электронные пары за счет объединения неспаренных электронов: число общих пар определяется числом неспаренных.

1. Ковалентная неполярная – образуется между атомами с одинаковой электроотрицательность (атомами одинакового неметалла): Н + Н Н Н; Н-Н. Вещества с ковалентной неполярной связью – газообразные, жидкие и твердые (н.у.). Фтор F₂, Br₂, S₈.

2. Ковалентная полярная – образуется между атомами элементов с различной электроотрицательность: Н + F Н F ; Н – F. Вещества с ковалентной полярной связью – газообразные и жидкие.

Ковалентная связь обладает: насыщаемостью – способностью образовывать ограниченное число общих электронных пар; направленностью – способностью p - , d - и f - орбиталей определенным образом ориентироваться в пространстве. Направленность влияет на геометрию молекул (форму, размеры, валентный угол); полярностью – способностью молекул изменять свою полярность под действием внешнего электрического поля.

III. Металлическая связь – это связь между положительно заряженными ионами в кристаллах металлов, осуществляемая за счет притяжения относительно свободных электронов «электронный газ», перемещающихся по кристаллу. Оторвавшиеся от атомов электроны относительно свободно перемещаются между положительно заряженными ионами металлов. Между этими частицами возникает связь, т.е. электроны как бы цементируют отдельные слои положительно заряженных ионов. Так как электроны находятся в непрерывном движении, то при их столкновении с положительно заряженными ионами последние превращаются в нейтральные атомы, а затем вновь в ионы и т.д.

Вещества с металлической связью - твердые вещества (кроме ртути Hg), ковкие, хорошие проводники электричества и теплоты. Cu, Fe, Na, Al, Ag, Cr….

IV. Водородная связь – это химическая связь между положительно поляризованными атомами водорода одной молекулы (или ее части) и отрицательно поляризованными атомами сильно электроотрицательных элементов, имеющих неподеленные электронные пары (F, O, N, Cl, S) другой молекулы (или ее части). Водородная связь – это межмолекулярная. При наличии такой связи даже низкомолекулярные вещества могут быть при обычных условиях жидкостями или легко сжижающимися газами. В биополимерах – белках (вторичная структура) имеется внутримолекулярная водородная связь между карбонильным кислородом и водородом аминогруппы. HF, H₂O, R-OH (спирты), RCOOH (карбоновые кислоты).