12.Виды химической связи. Ионная связь, её свойства, отличие от ковалентной связи. Металлическая связь.

Ионную связь можно рассматривать как крайний случай ковалентной полярной связи, при этом разность электроотрицательности химических элементов, образующих связь больше двух. Связь возникает вследствие электростатического взаимодействия разноименных ионов. В отличие от ковалентной связи, она не обладает направленностью и насыщенностью по причине равномерного распределения электронной плотности вокруг каждого иона.

Ионная связь имеет ряд особенностей: Поляризуемость Поляризация

Поляризация – это смещение электронной плотности иона в электрическом поле. В следствии поляризации происходит деформация близлежащего заряженного иона. Чем больше радиус иона, тем сильнее он деформируется, то есть поляризуется.

Поляризующая способность ионов зависит от ионного потенциала – отношения радиуса к заряду иона. Чем больше потенциал, тем слабее поляризующая способность.

Поляризация ионов оказывает влияние на свойства образуемых им соединений. Так как в этом случае увеличивается энергия связи (усиление диссоциации солей в растворе).

Такой тип связи характерен для солей. Например, хлорид натрия - NaCl. Каждый из атомов предоставляет по одному электрону для образования общей электронной пары. Однако Cl полностью смещает к себе образовавшуюся электронную пару и тем самым приобретает полный отрицательный заряд, а Na, не имеющий в таком случае на внешнем электронном уровне ни одного электрона, имеет полный положительный заряд.

Металлическая связь возникает в металлах, сплавах, интерметаллических соединениях. Валентные электроны внешних оболочек металла относительно легко удаляются, из атомов образуются катионы металла. Электроны делокализованы и могут свободно перемещаться по всему кристаллу. Оставшиеся катионы металлов притягиваются делокализованным электронным облаком («электронным газом»), заполняющим пространство между ними. Образованную подобным образом химическую связь называют металлической связью. Металлическая связь характеризуется ненаправленностью и ненасыщаемостью. Строение металлических кристаллов наиболее точно описывается «структурами с плотнейшей укладкой шаров».

Металлическая связь характерна только для металлов и их сплавов. Атомы металла образуют остов, каркас кристаллической решетки. Электроны металлов, имея малое количество валентных электронов и их достаточно слабую связь с ядром, способны легко от них отрываться, образуя так называемый электронный газ. В результате атомы металла, находящиеся в узлах кристаллической решетки имеют положительный заряд, а оторвавшиеся валентные электроны свободно перемещаются между узлами решетки и связывают ионы металла. В свою очередь, положительно заряженные ионы металла не позволяют рассеиваться электронам за пределы кристаллической решетки. Наличие свободных подвижных электронов обуславливает такие свойства металлов как высокая электро- и теплопроводность. Пластичность металлов объясняется тем, что при деформации происходит смещение ионов металла относительно друг друга без разрыва связи. Также металлическая связь сохраняется не только в кристаллах, но и в расплавах металлов. Например, в случае атомов натрия обобществляются все 3s-электроны этих атомов, при этом образуется единое электронное облако:

Атомы образуют кристалл с металлической связью.

Так могут связываться между собой как атомы одного элемента, так и атомы разных элементов. В первом случае образуются простые вещества, называемые металлами, а во втором – сложные вещества, называемые интерметаллическими соединениями.