Понятие о химической связи. Обменный механизм образования ковалентной связи

Химическая связь – взаимодействие электронных орбиталей различных атомов, которое приводит к строгоопределенному расположению ядер.

Чем она прочнее, тем больше энергии нужно затратить для ее разрыва, поэтому энергия разрыва связи служит мерой ее прочности.

Положения теории химического строения Бутлерова:

1) Атомы в молекуле соединены друг с другом в определенной последовательности. Изменение этой последовательности приводит к новому веществу с новыми свойствами.

2) Соединение атомов происходит в соответствии с их валентностью.

3) Свойства веществ зависят не только от их состава, но и от порядка соединения атомов в молекулах и характера их взаимного влияния. Наиболее сильно влияют друг на друга атомы, непосредственно связанные между собой.

Виды химической связи: ионная, ковалентная, металлическая, водородная, межмолекулярная.

Причиной образования молекулы из атома является понижение полной энергии системы.

Связь образуется параллельными электронами с антизаряженными спинами.

Расстояние, которому соответствует минимум энергии, называется длиной связи или межъядерным расстоянием.

Обменный механизм – образование химических связей в молекуле водорода сопровождается перекрыванием электронных облаков, то есть образованием электронной пары.

Он характеризуется наибольшей глубиной перекрывания атомных орбиталей и максимальным выделением энергии.

Такая двухвалентная общая центровая связь называется ковалентной связью.

В основе метода валентных связей лежат следующие положения:

1) Ковалентная связь образуется двумя электронами с противоположно направленными спинами, причем эта электронная пара принадлежит двум атомам.

2) Ковалентная связь тем прочнее, чем в большей степени перекрываются электронные облака.

Атомные орбитали валентных электронов перекрываются, и образуется связующее электронное облако, плотность которого между ядрами наибольшая. Это обеспечивает стабильное положение ядер относительно друг друга и устойчивости молекул в целом.

 

 

Донорно-акцепторный механизм образования ковалентной связи

В роли донора электронов выступает один из атомов, другой – в роли акцептора. Акцептор предоставляет свободную валентную орбиталь.

Ковалентная связь образуется за счет перехода уже существующей электронной пары в общее пользование донора и акцептора.

В обоих случаях электроны становятся общими для двух атомов.

При образовании донорно-акцепторной связи атомы-акцепторы увеличивают число электронов в своих внешних оболочках на 2.

По правилам образования донорно-акцепторной связей, инертные газы могут образовывать донорно-акцепторные связи как доноры пар электронов с атомами, имеющими 6 электронов на внешней оболочке.

Не только нейтральные атомы и молекулы могут играть роль доноров электронов и акцепторов, но и положительно и отрицательно заряженные атомы и молекулы, т.е. катионы и анионы.

Так, например, аммиак (NH3) и катион водорода (H+) образуют катион (NH4+), где один атом связан с азотом за счет электронов азота. Анион (Cl-) является донором пары электронов в ионах (ClO) -.

Энергия электронов в атомах, связанных посредством химических донорно-акцепторных связей, меньше, чем энергия этих электронов в разделенных атомах. Выигрыша в энергии при образовании связи по этой составляющей нет.