4.5. Водневий зв’язок

У ХІХ ст. було помічено, що сполуки Гідрогену з Флором, Оксиґеном, Нітроґеном володіють рядом аномальних фізичних властивостей (температури плавлення та кипіння, молярна маса). Ці відхилення пояснюються здатністю атома Гідроґену взаємодіяти з атомом більш електронегативного елемента, що належить сусідній молекулі (тобто утворювати хімічний зв’язок з елементом іншої молекули, який має більш високе значення електронегативності). Наприклад,

О−Н О−НО−НО−НО−Н

Н Н Н Н Н

Саме такий зв’язок, який встановлюється між атомами Гідрогену та атомом з високим значенням електронегативнос-

ності, що належить сусідній молекулі, називається водневим.

Енергія водневого зв’язку значно менша енергії звичайного ковалентного зв’язку. Проте, енергії достатньо, щоб викликати асоціацію молекул, тобто їх об’єднання в димери та полімери (асоціати). Власне існування останніх пояснює збільшення температури плавлення та кипіння, зростання молярної маси.

4.6. Металічний зв’язок

Зважаючи на низьку енергію йонізації електрони в металі втрачають зв’язок з окремими атомами, легко узагальнюються, утворюючи “електронний газ” − сукупність “вільних” електро-нів, які рухливі, нелокалізовані. Позитивно заряджені йони металічних елементів являють собою щільно упаковану структуру.

Хімічний зв’язок, утворений в результаті електроста-тичного притягання між йонами металу і узагальненими електронами, називається металічним. Він поєднує в собі елементи як ковалентного, так і йонного зв’язків.

Запитання для самоконтролю

1. За рахунок чого відбувається утворення хімічного зв’язку ? Як при цьому змінюється енергія системи ?

2. Як змінюється енергія системи, що складається з двох атомів Гідрогену при їх зближенні ?

3. Охарактеризуйте полярний і неполярний ковалентний зв’язок.

4. На яких орбіталях можуть знаходитись електрони у випадку утворення ковалентного зв’язку за обмінним механізмом ?

5. Які атоми надають валентні електрони для утворення ковалентного зв’язку за донорно-акцепторним механізмом ?

6. Поясніть такі характеристики ковалентного зв’язку як насиченість, напрямленість, кратність.

7. Другий і третій періоди Періодичної таблиці мають по вісім електронів. Чому дорівнює максимальна ковалентність кожного з них і чому вона різна ?

8. Які електронні хмари можуть утворювати -, а які -зв’язки ?

9. Якими типами зв’язків (- чи -) утворюються одинарні, подвійні, потрійні зв’язки ?

10. Чому процес поляризації йонів у молекулі є двостороннім ? Які його складові ?

11. Для якого виду йонів суттєвою є їх поляризуюча дія ?

12. Які існують закономірності зміни поляризуючої дії йону в залежності від його розмірів та заряду ?

13. Що таке поляризованість йону ? Як залежить ця харак-теристика від його заряду та значень головного і побічного квантових чисел, що розміщують валентні електрони ?

14. Що таке водневий зв’язок і чому він приводить до аномальної зміни фізичних властивостей речовин з таким типом зв’язку ?

15. Як змінюється значення енергії йонізації при переході від неметалічних до металічних елементів ? У чому специфічність утворення металічного зв’язку ?