Добавил:
Upload Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз: Предмет: Файл:
Методичка. Конспект лекций по химии 3-2010 / Методичка. Конспект лекций по химии 3-2010.doc
Скачиваний:
330
Добавлен:
29.03.2015
Размер:
8.51 Mб
Скачать

2.3. Ионная химическая связь

Ионная химическая связь представляет собой электростатическое взаимодействие положительно и отрицательно заряженных ионов в химическом соединении. Такая связь возникает лишь в случае большой разности значений электроотрицательности атомов, например между катионами s-металлов первой и второй групп периодической системы и анионами неметаллов VI и VII групп (LiF, CsCl, K2O и др.). Например, в молекуле CsF. Здесь происходит почти полный переход электронов от электроположительного атома цезия к электроотицательному атому фтора. В результате атомы становятся ионами Cs+ и F-. Ионы притягиваются друг к другу с образованием молекулы.

Ионная связь – предельный случай поляризации ковалентной связи. Ионная связь, в отличие от ковалентной связи, не обладает направленностью и насыщаемостью.

Каждый ион может притягивать к себе ионы противоположного знака по любому направлению. Это объясняет отсутствие направленности.

Поскольку ионная связь способна возникать в любых направлениях относительно данного иона, она не обладает насыщаемостью. Количество ионов противоположного знака, которые может притягивать к себе данный ион, определяется лишь пространственными факторами (например, площадью поверхности катиона и размерами окружающих его анионов).

Вещества с ионной связью обычно обладают не молекулярной, а полимерной (кристаллической) структурой.

Так как энергия ионизации больше сродства к электрону, то полного перехода электронов не происходит даже в случае пары атомов с большой разностью значений электроотрицательности. Поэтому чисто ионная связь не существует. Можно лишь говорить о доле ионности связи. Например, в кристалле NaCl эффективный отрицательный заряд атома хлора составляет 0,94 заряда электрона; таким же по абсолютной величине положительным зарядом обладает и атом натрия.

2.4. Металлическая связь

Атомы большинства металлов на внешнем энергетическом уровне содержит небольшое количество электронов.

Для примера рассмотрим кристаллическую решетку натрия.

Валентный электрон (3s1) может занимать одну из девяти свободных орбиталей. При сближении атомов валентные орбитали соседних атомов перекрываются, благодаря чему электроны свободно перемещаются из одной орбитали в другую и принадлежат всем атомам.

При сближении атомов валентные орбитали соседних атомов перекрываются, благодаря чему электроны свободно перемещаются из одной орбитали в другую и принадлежат всем атомам. Согласно теории свободных электронов, в узлах решетки металла находятся положительно заряженные ионы, которые погружены в электронный «газ», распределенный по всему металлу. Таким образом, валентные электроны у металлов не локализованы. Между положительно заряженными ионами металла и нелокализованными электронами существует электростатическое взаимодействие, обеспечивающее устойчивость вещества. Энергия этого взаимодействия является промежуточной между энергиями ковалентных и молекулярных кристаллов. Поэтому элементы с чисто металлической связью (s- и р-металлы) характеризуются относительно невысокими температурами плавления и твердостью.

Наличие электронов, которые могут свободно перемещаться по объему кристалла, обеспечивает высокие электрическую проводимость и теплопроводность, а также ковкость и пластичность металлов. Металлический блеск обусловлен отражением световых лучей от электронного газа, который несколько выходит за границу положительно заряженных ионов.

Из-за ненапрвленности связей, сферической формы и одинакового размера ионов металлы кристаллизуются, как правило, в плотноупаованных гексагональных или гранецентрированных структурах.