Основные свойства химической связи

1. Энергия связи (Е, кДж/моль) - та энергия, которую нужно затратить для разрыва связи (или это энергия, которая выделяется при образовании связи).

2. Длина связи (м, нм, см ^-8) - расстояние между центрами соседних атомов.

3. Валентный угол - угол между воображаемыми линиями, которые можно провести через ядра связанных атомов. Валентный угол связан с геометрической структурой молекул.

4. Дипольный момент ( в дебаях, Д)- характеризует полярность связи.

Основные типы химической связи

1. Ковалентная связь

Метод валентных связей (МВС), разработанный в 30-х годах прошлого столетия, объясняет образование связей между неметаллами следующим образом. Электронные облака атомов, содержащие неспаренные электроны, перекрываются и это приводит к образованию общих электронных пар, которые одновременно принадлежат двум соседним атомам. Каждый атом предоставляет на связь столько неспаренных электронов, сколько ему самому не хватает до завершения внешнего электронного слоя.

1) Ковалентная неполярная связь образуется между атомами с одинаковой электроотрицательностью ( Н₂, F₂, С1₂, O₂, N₂, ).

Примеры:

а) Рассмотрим молекулу Н₂.

₁Н: 1s¹ - атому до завершения электронного слоя, чтобы походить на инертный газ Не, не хватает одного электрона:

или

В молекуле одна общая электронная пара и кратность связи = 1.

Характер перекрывания валентных орбиталей в молекуле будет следующий:

Н Н

Между атомами образуется -связь.

б) Рассмотрим молекулу F₂.

- атому до завершения электронного слоя, чтобы походить на инертный газ Ne, не хватает одного электрона:

В молекуле одна общая электронная пара и кратность связи = 1. Характер перекрывания валентных орбиталей в молекуле будет следующий:

Между атомами образуется  -связь.

в) Рассмотрим молекулу N₂.

- атому до завершения электронного слоя, чтобы походить на инертный газ Ne, не хватает трех электронов.

Поэтому в молекуле между атомами образуется три общие электронные пары и кратность связи = 3:

p-орбитали, на которых находится по одному неспаренному электрону, ориентированы вдоль осей х, у и z. Расположим ядра атомов N вдоль оси х; перекрывание орбиталей будет иметь различный характер и между атомами N в молекуле образуются различные связи: одна -связь и две -связи.

2) Ковалентная полярная связь образуется между атомами с различной электроотрицательностью. Общие электронные пары смещены в сторону более электроотрицательного элемента.

a) Молекула HF H: 1s¹ (до завершения нужен 1 )

F: 1s² 2s² 2р⁵ (до завершения нужен 1 )

.

Общая электронная пара сдвинута к фтору, как к более электроотрицательному элементу:

б)Молекула NH₃ H: 1s¹

N: 1s² 2s² 2р³

У ковалентной связи есть специфические свойства:

а) направленность: валентные орбитали перекрываются под строго определенным углом и это связано с геометрической структурой молекул - см. линейную молекулу, пирамиду, тетраэдр.

По характеру перекрывания орбиталей связи также подразделяют на , , , .

-связи: .

1) самые прочные;

2) имеют 1 область перекрывания;

3) эта область лежит между ядрами соседних атомов.

-связи:

1) менее прочные;

2) имеют 2 области перекрывания;

3) эти области перекрывания лежат над и под линией, соединяющей ядра.

б) насыщаемость: число общих -пар не произвольно, а соответствует числу неспаренных для каждого атома.