ХИМИЧЕСКАЯ
СВЯЗЬ
Химическая связь - это различные виды взаимодействия, обуславливающие устойчивое существование двух- и многоатомных соединений.
Условие возникновения химической связи - частичное перекрывание электронных оболочек атомов, вступивших в контакт друг с другом.
Основные черты химической связи:
А) снижение общей энергии многоатомной системы по сравнению с суммарной энергией изолированных частиц, из которых эта система образована.
Б) Перераспределение электронной плотности в области связи по сравнению с простым наложением электронных плотностей несвязанных атомов, сближенных на расстояние связи.
Ковалентная связь.
Механизм образования ковалентной связи в молекуле Н2:
Н+ Н = Н2; Н = - 436 кДж/моль
Энергия связи молекулы водорода равна 436кДж/моль.
Это количество энергии, которое нужно затратить на разрыв 1 моля молекул водорода.
По закону Гесса то же количество выделится при взаимодействии двух атомов водорода.
Следовательно, система, состоящая из отдельных атомов водорода, неустойчива по сравнению с системой из тех же атомов, но объединенных в молекулу.
Взаимодействие атомов водорода происходит или на стенках сосуда или в присутствии других молекул, иначе молекула не образуется, поскольку выделяющаяся энергия связи остается на образовавшейся молекуле.
Образуется возбужденная молекула, которая неустойчива и снова распадается на атомы:
Н(г) + Н(г) = Н2возб(г) = Н(г) + Н(г)
Поэтому добавление инертных газов ускоряет процесс:
Н(г) + Н(г) + М = Н2(г) + М*
Из уравнения видно, что эта реакция - реакция третьего порядка:
V=kС2(Н2)С(М);
М –молекула газа.
Следовательно, скорость этой реакции прямо пропорциональна концентрации посторонних молекул.
Объединяются атомы только с противоположными спинами.
На близких расстояниях, между атомами возникают электростатические силы двух типов:
1)силы притяжения между ядром одного атома и электроном другого;
2)силы отталкивания между ядрами атомов водорода и их электронами.
Проникновение электронных облаков взаимодействующих атомов друг в друга – это
перекрывание электронных облаков.
Между центрами ядер возникает молекулярное двух электронное облако, обладающее максимальной электронной плотностью в пространстве между ядрами.
Изменение потенциальной энергии Е системы из двух атомов Н в зависимости от расстояния r между их центрами: 2-спины электронов параллельны; 1–спины электронов антипараллельны.
На больших расстояниях преобладают силы притяжения.
Когда сила отталкивания и притяжения выравниваются, достигается состояние минимума энергии. Это 436 кДж и расстояние 1=0,074нм.
Молекула, в образовании которой участвуют два идентичных атома называется гомонуклеарной.