Ковалентная связь – химическая связь, осуществляемая за счет образования общей электронной пары.
Соединения с ковалентной связью образуют молекулярные или атомные кристаллические решетки.
Обменный механизм происходит за счет перекрывания электронных облаков.
Неполярная ковалентная связь – электронное облако, образованное общей парой электронов, распределяется в пространстве симметрично относительно ядер обоих атомов.
| Полярная ковалентная связь – электронное облако связи смещено к атому с большей относительной электроотрицательностью.
|
Донорно-акцепторный механизм происходит за счёт двухэлектронного облака атома (донора) и свободной орбитали другого атома (акцептора).
Связь называется донорно-акцепторной или координационной.
|
Например, ион NH4+ образуется за счёт образования четвёртой связи азотом из аммиака с ионом водорода:
В данном случае азот является донором, а водород – акцептором. Ион, образованный за счет координационной связи, называется комплексным ионом, а соединения, содержащие подобные ионы, – комплексными соединениями.
|
Свойства ковалентной связи
|
1) Длина связи – это межъядерное расстояние.
|
2) Энергия связи – количество энергии, которое необходимо для разрыва связи; измеряется в кДж/моль.
|
3) Насыщаемость – способность атомов образовать ограниченное число ковалентных связей. Например: Н образует 1 связь, С - не более 4 связей.
|
4) Направленность связи обусловливает пространственную структуру молекул, т. е. их геометрию (форму).
|
Способы перекрывания электронных облаков
|
σ -связь – перекрывание электронных облаков вдоль оси, соединяющей центры атомов.
| π -связь – связь, возникающая между атомами, когда перекрывание электронных облаков происходит по обе стороны от линии, соединяющей ядра обоих атомов.
|
|
|
Гибридизация– выравнивание взаимодействующих орбиталей разных подуровней по форме и энергии. При этом расчетные формы новых орбиталей отличаются от исходных.
|
sp-гибридизация
| sp2- гибридизация
|
|
|
Ионнаяилиэлектровалентная связь – химическая связь между ионами, осуществляемая электростатическим притяжением. Образуется при взаимодействии атомов, которые сильно различаются по электроотрицательности.
|
Например: NaCl X(Na) = 1,01
Х(Сl) = 2,85
Na 1s22s22p63s1 → Na0 – ē → Na+ 1s22s22p6
Cl 1s22s22p63s23p5 → Cl0 + ē → Cl– 1s22s22p63s23p6
|
Свойства ионной связи
|
Ненаправленность. Каждый ион, представляющий как бы заряженный шар, может притягивать ион противоположного знака по любому направлению.
|
Ненасыщаемость. Взаимодействие ионов противоположного знака не приводит к компенсации силовых полей, способность притягивать по другим направлением остается.
|
Полярные молекулы – молекулы при общей нейтральности представляют собой электрический диполь. Например: HCl.
|
|
гдеμ – электрический момент диполя. Мера полярности связи и молекулы. Выражается в Кл·м (Кулон-метр) от 0 до 3,33 Кл·м;
q – эффективный заряд, заряд атома в молекуле;
l – расстояние между противоположно заряженными центрами
диполя.
|
Поляризуемость – способность атомов, ионов и молекул приобретать дипольный момент (µ) в электрическом поле.
|
Неполярные молекулы – молекулы, содержащие неполярную ковалентную связь – электронное облако симметрично по отношению к ядрам обоих атомов, µ = 0. Например: H2, O2, F2, Cl2 и др.
|
Металлическая связь –связь, которую осуществляют относительно свободные электроны между ионами или атомами металлов в кристаллической решетке.
Наличие свободных электронов в решетки обуславливает проводимость электричества и тепла, металлический блеск.
Ионы и атомы металла непосредственно не связаны, и их слои могут отдельно перемещаться относительно друг друга, отсюда ковкость и пластичность металлов.
|
Кристаллическая решетка Na
Схема
|
Водородная связь – связь между атомом водорода, соединенным с атомом сильно электроотрицательного элемента, одной молекулы и сильно электроотрицательными (F, O, N) элементами другой молекулы. Возможно образование внутримолекулярной водородной связи. Обозначают точками, так как водородная связь в 15-20 раз слабее ковалентной.
Водородная связь оказывает влияние на свойства вещества, так как нужна дополнительная энергия для разрыва водородной связи.
|
Вода – Н2О
уксусная кислота – СН3СООН
|
Кристаллическая решетка – пространственный каркас, который возникает, если обозначить все частицы в кристалле в виде точек и соединить эти точки пересекающимися прямыми линиями.
Узлы кристаллической решетки – точки, в которых размещены частицы.
|
Типы кристаллических решеток
|
Ионная решетка – состоит из ионов, ее образуют вещества с ионной связью.
| Кристаллическая решетка NaCl
|
Молекулярная решетка – состоит из молекул, соединенных между собой слабыми межмолекулярными силами.
| Кристаллическая решетка йода I2
|
Атомная решетка –в узлах находятся атомы, которые соединены между собой прочной ковалентной связью; вещества тверды, прочны, не растворимы в воде, имеют высокую температуру плавления.
| Кристаллическая решетка алмаза С
|
Структурные формулы
|
Название
| молекула
|
водорода
| воды
| аммиака
| метана
|
эмпирические формулы
| H2
| H2O
| NH3
| CH4
|
электронные формулы
| H: H
|
|
|
|
структурные формулы
| Н – Н
| Н – О – Н
|
|
|
Степень окисления – это условный заряд атома в соединении, вычисленный исходя из предположения, что оно состоит только из ионов.
|
Отрицательное значениестепени окисления имеют атомы, которые приняли электроны от других атомов, то есть в их сторону смещено связующее электронное облако.
Например: Na+
| Положительное значениестепени окисления имеют атомы, отдающие свои электроны другим атомам, то есть связующее электронное облако оттянуто от них.
Например: Cl–
| Нулевое значениестепени окисления имеют атомы в молекулах простых веществ, электронное облако в равноймере принадлежит обоим атомам.
Например: Na, Cl2, O2, H2
|
Алгебраическая сумма степеней окисления атомов в соединении всегда равна нулю:
;
а в сложном ионе – заряду иона:
x= +6.
|
Валентность– способность атомов элемента образовывать химические связи. Количественной мерой является число связей, образованных данным атомом с другими атомами или атомными группами. Валентность химических элементов принято определять числом ковалентных связей, которыми данный атом соединен с другими атомами.
Валентность элементов определяется также числом электронных пар, образующих химическую связь.
|
Например: азот – N
|
Валентность N = 3
|
Азот – N2
|
|
Гидразин – N2H4
|
|
Аммиак – NH3
|
|
Валентность N = 4
|
Ион аммония – NH
|
|
Валентность N = 5
|
Азотная кислота – HNO3
|
|
| | | |