Виды химической связи

Рис. 2.3.

Различают:

• ионную связь (гетерополярная),
• металлическую связь,
• ковалентную связь (гомеополярная),
• молекулярную связь.

Материалы, полученные из веществ с разными связями, сильно различаются по своим электрическим и другим свойствам.

При ионной связи валентные электроны перемещаются от одних атомов к другим. Как следствие в структуре возникают ионы и электростатическое притяжение разноименно заряженных ионов. (Ионные кристаллы - галоидные соли щелочных металлов (хлористый натрий)). Ионные связи обусловлены кулоновским притяжением противоположно заряженных ионов. Такие связи наиболее характерны для неорганических диэлектриков, имеющих в своем составе ионы противоположных знаков, например Na⁺—Cl–, L+ = F–.

При металлической связи кристаллическая решетка, построенная из положительных ионов(атомных остовов), находится в среде свободных коллективизированных электронов. Металлические связи — это связи положительно заряженных ионов металла, образуемые оторвавшимися от атомов коллективизированными валентными электронами. «Электронный газ» оказывает цементирующее действие на кристаллическую структуру металлов и приводит к их высокой теплопроводности и электропроводности. Коллективизированные электроны в металлах «стягивают» главным образом электростатическими силами положительные ионы, уравновешивая отталкивание между ионами. При уменьшении расстояния между атомами в решётке растёт электронная плотность и, силы,стягивающие ионы, а также силы отталкивания между ионами. При определённых расстояниях (периоде решётки) эти силы уравновешиваются и возникает устойчивая металлическая решётка кристалла. Ненаправленный характер связи обусловливает высокую пластичность металлов.

В случае ковалентной связи внешние, так называемые валентные, электроны становятся общими для ближайших соседних атомов (как у двухатомной модели водорода). Атомные (ковалентные) связи возникают между атомами путем образования общих пар валентных электронов — по одному от каждого атома. Такая пара электронов устойчива в результате обменного взаимодействия при противоположной ориентации спиновых и соответствующих орбитальных магнитных моментов электронов. В отличие от ионной атомная связь имеет направленный характер — она образуется в том направлении, в котором расположена наибольшая плотность объединенных электронов. Поэтому вещества с атомными связями обычно твердые и хрупкие. К ним относятся кристаллы германия, 'кремния, алмаза, соединения элементов из средних групп таблицы Д. И. Менделеева — SiC, BN. Атомные связи характерны и для молекул таких газов, как Н₂, О₂, N₂ , а также молекул многих органических соединений — полиэтилена (C2Н4)n, политетрафторэтилена (C2F4)n и др. (связи между отдельными молекулами этих соединений — молекулярные).