4.2. Іонний зв'язок

Іонний зв’язок утворюється в результаті електростатичної взаємодії двох різнойменно заряджених іонів. Він утворюється між атомами типових металів і неметалів. Його можна розглядати як граничний випадок полярного ковалентного зв’язку, коли пара електронів, що утворює зв’язок, настільки зміщена до одного з атомів, що практично належить тільки цьому атому.

Характерною ознакою іонного зв’язку є його ненасиченість і ненапрямленість у просторі. Іони можна розглядати як заряджені кульки, силові поля яких рівномірно розподілені в усіх напрямках у просторі. Тому, наприклад у сполуці NaCl іони натрію можуть взаємодіяти з іонами хлору у будь-якому напрямку, притягуючи певну їх кількість. Так само й іони хлору можуть взаємодіяти з іонами натрію.

Оцінку типу хімічного зв’язку в сполуках можна зробити на підставі значень ефективних зарядів атомів. Наприклад, у молекули HCl ефективний заряд H – (+0.17), CI – (-0,17), у NaCl - +0,8 і (-0,8) від заряду електрона. Отже, в молекулах HCl зв’язок ближчий до ковалентного, а у NaCl – до іонного, тобто сполук тільки з іонним зв’язком немає, річ може йти лише про частку іонного зв’язку в хімічних сполуках.

4.3. Металічний зв'язок

Металічний зв’язок характерний для металів, що на зовнішніх оболонках мають вакантні орбіталі. При об’єднанні атомів у кристали ці орбіталі перекриваються таким чином, що між атомами утворюються зони, по яких вільно можуть рухатися електрони. Валентні електрони в кристалі металу вільно рухаються по всьому об’єму кристала. Отже, металічний зв’язок делокалізований. Цим і пояснюється висока електро- і теплопровідність, а також ковкість та інші властивості металів. Металічний зв'язок характерний для металів у твердому і рідкому станах. Однак, у пароподібному стані атоми металів, як і всіх речовин, сполучені між собою ковалентними зв’язками.

4.4. Водневий зв'язок

Водневий зв’язок виникає між позитивно поляризованим атомом водню однієї молекули і негативно поляризованим атомом з великою електронегативністю, (наприклад, атом фтору, кисню або азоту), іншої молекули. Позитивно поляризований атом водню характеризується унікальними властивостями (дуже малим розміром і відсутністю внутрішніх електронних оболонок), тому він може проникати в електронну оболонку негативно поляризованого атома сусідньої молекули. Між двома молекулами виникає взаємодія, що має електростатичний і частково донорно-акцепторний характер. Внаслідок цього відбувається асоціація молекул у ді-, три-, тетрамери тощо. Водневий зв'язок позначають трьома крапочками, він набагато слабший від ковалентного зв’язку (у 15 – 20 разів).

Водневий зв’язок особливо характерний для молекул води. Рідкий стан води обумовлений здатністю її молекул сполучатися в асоціати (Н₂О)_n, де n =1, 2, 3, 4 тощо.

4.5. Міжмолекулярна взаємодія

Міжмолекулярна взаємодія. Між молекулами може відбуватися як електростатична, так і донорно-акцепторна взаємодія. Сили електростатичної молекулярної взаємодії, виникнення яких не супроводиться передачею атомами електронів, називаються силами Ван-дер-Ваальса. Їх поділяють на орієнтаційну, індукційну і дисперсійну взаємодії.

Орієнтаційна взаємодія виявляється між полярними молекулами. При зближенні вони орієнтуються таким чином, що різнойменно заряджені кінці їх диполів притягаються і молекули орієнтуються по прямій. Чим більш полярні молекули, тим сильніше вони притягуються і тим сильнішою є орієнтаційна взаємодія.

Індукційна взаємодія. Якщо зустрічаються полярні й неполярні молекули, то полярні молекули поляризують неполярні, внаслідок чого останні стають індуковано полярними. Між постійним диполем полярної молекули і індукованим диполем неполярної молекули виникає індукційна взаємодія, при якій індукований диполь збільшує дипольний момент полярної молекули.

При взаємодії двох полярних молекул у них під дією власних електричних полів виникають додатково індуковані диполі. Тому загальна взаємодія складається з орієнтаційного й індукційного ефектів.

Дисперсійна взаємодія. Всередині неполярних молекул постійно відбувається перерозподіл електронної густини внаслідок руху електронів в атомах і коливання ядер. Це приводить до синхронної появи і зникнення миттєвих мікро диполів, за рахунок яких молекули притягуються одна до одної. Дисперсійні сили універсальні. Вони діють як між усіма видами молекул, так і між атомами та іонами.

Слід зазначити, що загальна енергія притягання між молекулами є сумою орієнтаційної, індукційної та дисперсійної взаємодій.

Е=Е_орієнт+Е_індукц+Е_диспер

Енергія кожного виду цих сил у явищах міжмолекулярної взаємодії різна. Так, наприклад, для молекул Ar, H₂, Ne, Е_диспер=100%, для молекул NH₃ Е_диспер=50%, Е_орієнт=44,6%, Е_індукц=5,4%.