Лекция №1

Химическая связь

Ковалентная связь

• Образуется между атомами равными или близкими по ЭО;

• Электронная оболочка инертного газа образуется за счет обобществления валентного ĕ и формирования одной или нескольких электронных пар;

• Простые связи представляются одной парой ĕ, а кратные двумя или тремя парами ĕ;

• Бывает:

- Неполярная

Ковалентная неполярная связь образуется между атомами с одинаковой ЭО, и общая электронная пара располагается симметрично относительно центров обоих атомов.

Н₃С-CH₃ Н₃С (:) CH₃

Н₂С=CH₂ НС≡CH

– ковалентная неполярная связь

–

- Полярная

Ковалентная полярная связь образуется между атомами с разной ЭО, и общая электронная пара смещена к более электроотрицательному элементу.

ЭО – способность атомов приятгивать ĕ.

- Донорно-акцепторная

Донорно-акцепторная связь – разновидность ковалентной связи, образованной за счет пары ĕ, предоставляемой одним из атомов.

Для описания КС с позиции квантовой механики используют два основных метода:

• Метод молекулярных орбиталей (МО)

• Метод валентных связей (ВС)

Согласно МВС КС рассматривается как результат перекрывания АО, несущих по одному ĕ с противоположными спинами; при этом АО сохраняет свою индивидуальность.

Описание молекулы сводится составлением max резонансных структур.

Н - H

Н⁺H^- ↔ H^-Н⁺

ММО предполагает перекрывание одноэлектронных АО, вместо них образуется такое же количество МО.

Существует три типа МО:

• Связывающие - образуются путем сложения или перекрывания АО;

• Разрыхляющие - образуются путем вычитания или отталкивания АО;

• Несвязывающие – состоят из АО, которые переходят в молекулу в неизменном виде; на них обычно располагаются π-электроны.

-Ковалентные σ- и π-связи

σ-связи образуются в результате перекрывания вдоль линии соединений ядер атомов

Химическая связь, согласно теории МО, образуется в том случае, если число ĕ на связующем больше числа ĕ на разрыхляющем.

π-связь – боковое перекрывание негибридизованных p-орбиталей.

• Основные характеристики ковалентных связей:

1. Длина связи.

Это расстояние между центрами связанных атомов в молекуле. Оно зависит от природы и типа гибридизации атомов, образующих связь.

l_Csp3 l_C-C 0, 154нм

l_Csp2 l_C=C 0, 134нм

l_Csp l_C≡C 0, 154нм

l_C=C > l_C=N > l_C=O

l_C≡C > l_C≡N

2. Энергия связи.

Это энергия, которая выделяется при образовании связи

E_C-C 347 кДж/моль

E_C=C 610 кДж/моль

E_C≡C 836 кДж/моль

3. Полярность.

Это неравномерное распределение электронной плотности, обусловленное различной электроотрицательностью.

ЭОsp>ЭОsp²>ЭОsp³

4. Поляризуемость связи.

Это способность электронного облака к поляризации при действии внешнего электронного поля или электрически заряженных частиц.

π-связи более поляризуемы, чем σ-связи.

Ионная связь

Это электростатическое притяжение разноименно заряженных ионов; образуется между атомами, которые значительно различаются по ЭО.

Она образуется при взаимности атомов, имеющих неподеленные пары ĕ (доноры) с электронейтральными частицами, которые содержат секстед ĕ.

Атомы связываются двояко: ковалентной и ионной связями.

Водородная связь

Дополнительный вид связи, образованный в результате электростатическим взаимодействием между сильно полярными атомами H+ и атомами с неподеленной парой ĕ.

Межмолекулярные ВС:

Внутримолекулярные ВС: