4. Химическая связь

Различают 3 основных типа химической связей: ковалентную, ионную и металлическую.

Механизм возникновения ковалентной связи:

Н + Н = Н₂; DH = -436 кДж/моль.

Рис.2. Схема перекрывания электронных орбиталей при образовании молекулы водорода

Наибольшее перекрывание электронных облаков осуществляется вдоль линии, соединяющей ядра двух атомов.

Химическая связь тем прочнее, чем больше перекрывание электронных орбиталей (рис.2.)

Изображение химической связи:

1. Н + Н ® Н : Н

2) 1s¹ 1s¹

1s²

+

или

3) H — H

_{. . . . . . . .}

П ример: : Cl ∙ + ∙ Cl : : Cl : Cl :

^{. . . . . . . .}

неподеленная неспаренный общая

пара электронов электрон поделенная пара электронов

Рис.3. Схема образования химической связи в молекулах хлора Cl₂ (a) и хлороводорода HCl (б)

Химическая связь, осуществляемая электронными парами, называется ковалентной. Различают неполярную ковалентную связь и полярную ковалентную связь (рис.3.)

Неполярная связь: H₂, Cl₂, O₂, N₂: H : H

_{. .}

Полярная связь: HCl, H₂O, H₂S: H^d+ :Cl^d-: (ЭО_Cl = 2,83; ЭО_Н = 2,1)

^{. .}

Ковалентная связь образуется за счет: а) перекрывания электронных облаков; б) по донорно-акцепторному механизму.

H

₊

H

_{. . . .}

H : N : + H⁺ ® H : N : H (NH₃ + H⁺ ® NH⁺₄)

H

H

^{. . . .}

донор акцептор

Механизм образования ковалентной связи за счет двухэлектронного облака одного атома (донора) и свободной орбитали другого атома (акцептора) называется донорно-акцепторным.

4.1. Свойства ковалентной связи

Длина связи – это межъядерное расстояние. Химическая связь тем прочнее, чем меньше ее длина.

Энергия связи – определяется количеством энергии, которое необходимо для разрыва связи.

Насыщаемость – способность атомов образовывать ограниченное число ковалентных связей.

Например: Н – неспаренный ℮ - 1 связь Н — Н;

Н

С^* - 4 неспаренных ℮ - 4 связи Н - С – Н;

Н

Направленность – обусловливает пространственную структуру молекул, т.е. их геометрию (форму). Рассмотрим это на примере образования молекул Н₂О (рис.) и NH₃ (рис.5.)

. Рис.4. Схема образования химических связей в молекуле H₂O

Форма молекулы воды – угловая.

О+7 1s²2s²2p⁴ – 2 неподеленные пары, 2 неспаренных электрона.

ÐНОН = 104,5°.

Рис. 5. Схема образования химических связей в молекуле NH₃

Форма молекулы аммиака – пирамидальная.

N+7 1s² 2s² 2p³ – 3 неспаренных электрона.

ÐНОН = 107,3°. Углы между связями называются валентными.