Тема 2. Хімічний зв'язок.

Основні типи хімічного зв’язку: ковалентний (полярний, неполярний), йонний, металічний, водневий.

Ковалентний зв’язок

Ковалентний зв’язок — це хімічний зв’язок, який здійснюється між атомами за рахунок електронних пар, що однаковою мірою належать обом атомам. Ковалентний зв’язок, утворений однаковими атомами (з однаковою електронегативністю), називається неполярним, а утворений різними атомами (з різною електронегативністю), — полярним. Електрони, здатні брати участь в утворенні хімічного зв’язку, називаються валентними. Їх кількість визначає число зв’язків, що утворюються атомом, тобто валентність. У елементів головних підгруп валентними є електрони останнього енергетичного рівня, у елементів побічних підгруп — останнього і передостаннього рівнів. Під час утворення хімічного зв’язку атоми віддають, одержують або усуспільнюють з іншими атомами електрони так, щоб утворилася стійка електронна конфігурація атомів інертних газів (октет електронів).

Утворення ковалентного неполярного зв’язку (на прикладі молекули водню). Електронна густина в даному випадку не зміщена ні до якого з атомів, оскільки вони мають однакову електронегативність. На жодному з атомів не зосереджений позитивний або негативний заряд, тобто молекула не має полюсів.

Утворення ковалентного полярного зв’язку (на прикладі молекули гідроген фториду).

Електронна густина зміщена до атома Флуору як більш електронегативного елемента. Тому атом Флуору матиме частково негативний заряд, а Гідроген — частково позитивний: .

Молекула HF має позитивний (атом Гідрогену) і негативний (атом Флуору) полюси, тобто вона полярна.

Донорно-акцепторний механізм утворення хімічного зв’язку полягає в тому, що зв’язок утворюється в результаті переходу вже існуючої електронної пари атома-донора в загальне користування донора й атома-акцептора, який надає вільну електронну орбіталь. 

Йонний зв’язок

Йонний зв’язок — це зв’язок, зумовлений електростатичним тяжінням між різнойменно зарядженими йонами. Під час утворення йонного зв’язку один з атомів віддає електрон, перетворюючись на позитивно заряджений іон — катіон, а інший приймає електрон, перетворюючись на негативно заряджений іон — аніон. Різниця між електронегативностями атомів, які утворюють йонний зв’язок, більша за 1,7. Під час утворення йонного зв’язку повної передачі електронів від атома до атома не відбувається: загальна електронна пара сильно зміщена в бік атомів елемента з більшою електронегативністю. Йонний зв’язок можна розглядати як крайній випадок ковалентного полярного зв’язку. Чим більша різниця електронегативностей елементів, тим більший ступінь йонності зв’язку.

Різниця електронегативностей і ступінь йонності зв’язку

Різниця електронегативностей Ступінь йонності зв’язку, % 0 0 0,5 6 1,0 22 1,5 44 2,0 63 2,5 79 3,0 89

Ступінь окиснення

Для речовин з йонним зв’язком замість поняття «валентність» використовується поняття «ступінь окиснення». Ступінь окиснення — умовний заряд атома, обчислений з припущення, що всі зв’язки в речовині — йонні.

Ступінь окиснення — одноатомного йона дорівнює його заряду. Наприклад, у натрій хлориді ступінь окиснення Натрію дорівнює +1, Хлору –1; — Флуору завжди дорівнює –1; — Оксигену в сполуках дорівнює –2 (окрім сполук з Флуором, де він дорівнює +2 або +1, наприклад , і пероксидів, де він дорівнює –1, наприклад ; — Гідрогену в сполуках дорівнює +1 (окрім гідридів металів, де він дорівнює –1, наприклад ; — у простих речовинах дорівнює 0. Наприклад, , , . Алгебраїчна сума ступенів окиснення усполуці завжди дорівнює нулю. Наприклад, : . Ступінь окиснення, як і валентність, може бути змінний.