Виды ковалентной связи

1. Простая ковалентная связь. Для ее образования каждый из атомов предоставляет по одному неспаренному электрону.

Образование молекулы водорода из атомов можно представить следующим образом (точка означает электрон, черта — пару электронов):

Н + -Н = Н:Н или Н- + -Н = Н-Н

Поскольку пребывание двух электронов в поле действия двух ядер энергетически выгоднее, чем нахождение каждого электрона в поле своего ядра, в образовании ковалентных связей могут принимать участие все одноэлектронные облака.

В ряде случаев число непарных электронов увеличивается в результате возбуждения атома, вызывающего распад двухэлектронных облаков на одноэлектронные, из-за чего у некоторых элементов в разных соединениях разная валентность.

2. Донорно-акцепторная связь. Один из атомов (или кусков молекул) имеет пару свободных электронов, а другой компонент - свободную орбиталь. Та частица, которая предоставляет два электрона, называется донором, а другая акцептором.

3. Семиполярная связь (полярная донорно-акцепторная связь)

Ионная связь — химическая связь, образующаяся между атомами с большой разностью электроотрицательностей, при которой общая электронная пара полностью переходит к атому с большей электроотрицательностью.

Способность элементов образовывать простые ионы обусловлена электронной структурой их атомов. Эту способность можно оценить энергией ионизации и сродством атомов к электрону. Легче всего образуют катионыщелочные и щелочно-земельные металлы.

Присоединение одного электрона к атомам кислорода, серы, углерода, некоторым другим элементам сопровождается выделением энергии. Присоединения последующих электронов с образованием свободных многозарядных простых анионов не бывает, поэтому соединения, состоящие из простых ионов, немногочисленны. Они легче всего образуются при взаимодействии щелочных и щелочно-земельных металлов с галогенами. Однако и в этом случаеэлектронная плотность между ионами не равна нулю, поэтому можно говорить лишь о преимущественном проявлении ионной связи.

Свойства ионной связи

Так как ион может притягивать к себе ионы противоположного знака в любом направлении, ионная связь в отличие от ковалентной отличается ненаправленностью.

Взаимодействие друг с другом двух ионов противоположного знака не может привести к полной взаимной компенсации их силовых полей. Поэтому они могут притягивать и другие ионы противоположного знака, то есть ионная связь отличается ненасыщенностью.

Координационное число

Вследствие ненаправленности и ненасыщаемости ионной связи энергетически наиболее выгодно, когда каждый ион окружен максимальным числом ионов противоположного знака. Однако из-за отталкивания одноименных ионов друг от друга устойчивость системы достигается лишь при определенной взаимной координации ионов.

Координационное число зависит от соотношения размеров ионов. Например, при соотношении ионных радиусов в пределах 0,41—0,73 имеет место октаэдрическая координация ионов, при соотношении 0,73—1,37 — кубическая координация и т.д.

Из-за распространенности кубической координации, ионные соединения обычно представляют собойкристаллические вещества. Понятие простой молекулы для ионных соединений теряет смысл, так как каждый состоит из большого числа ионов (например, кристалл соли Na_nCl_n)