Основные типы химической связи

Из курса химии VIII класса вам известно, что атомы могут соединяться друг с другом с образованием как простых, так и сложных веществ. При этом возникают различного рода химические связи: ионная, ковалентная (неполярная и полярная), металлическая и водородная. Вспомним, что один из существующих показателей, определяющих, какая связь образуется между атомами – ионная или ковалентная, – это электроотрицательность, т.е. способность атомов притягивать к себе электроны от других атомов. При этом следует учесть, что эектроотрицательности атомов элементов изменяются постепенно. В периодах периодической системы слева направо численные значения электроотрицательностей возрастают, а в группах сверху вниз – уменьшаются. Так как тип связи зависит от разности значений электроотрицательностей соединяющихся атомов элементов, то провести резкую границу между отдельными типами химической связи нельзя. В зависимомти от того, к какому из предельных случаев химическая связь ближе по своему характеру, ее относят к ионной или ковалентной полярной.

Ионная связь. Ионная связь образуется при взаимодействии атомов, которые сильно различаются по электротрицательностям. Например, типичные металлы – литий Li, натрий Na, калий K, кальций Ca, стронций Sr, барий Ba – образуют ионную связь с типичными неметаллами, в основном с галогенами.

¢Следует учесть, что при взаимодействии даже щелочных металлов с такими электроотрицательными элементами, как кислород и сера, ионная связь в полном смысле этого понятия возникает. Так, например, в соединениях Li₂O, Na₂S существует не ионная, а ковалентная сильнополярная связь. _

Кроме галогенидов самых активных металлов, ионная связь характерна для щелочей и солей, в которые входят атомы кислорода и активных металлов. Например, в гидроксиде натрия NaOH и в сульфате натрия Na₂SO₄ ионными являются только связи между атомами натрия и кислорода. Остальные связи ковалентные полярные. В разбавленном водном растворе щелочи и соли диссоциируют так:

Между ионами существуют сильные электростатические силы притяжения. Поэтому ионные соединения обладают сравнительно высокими температурами плавления.

Ковалентная неполярная связь. При соединении атомов с одинаковыми электроотрицательностями образуются молекулы с ковален6тной неполярной связью. Вспомним, что такая связь, например, существует в молекулах газообразных веществ, состоящих из одинаковых атомов: H₂, F₂, Cl₂, O₂, N₂. В этих случаях химические связи образуются за счет общих электронных пар, т.е. при перекрывании соответствующих электронных облаков, обусловленном электронно-ядерным взаимодействием, которое осуществляется при сближении атомов.

Рассмотрим последовательность составления электронных формул веществ с ковалентной неполярной связью (на примере молекулы азота N₂).

Рисуют схему распределения электронов по энергетическим уровням и подуровням в атоме азота:

Отмечают, что в атоме азота имеется три неспаренных электрона, которые образуют между атомами азота три связывающие электронные пары:

Оставшуюся на наружном электронном уровне электронную пару у каждого атома азота изображают в виде неподеленной:

Приводя электронные формулы веществ, всегда необходимо помнить, что общая электронная пара, обозначаемая точками, представляет собой новое облако, образующееся при перекрывании соответствующих электронных облаков. В молекуле азота перекрываются p-электронные облака и образуется одна σ- и две π-связи. В данном случае образуется прочная тройная связь.

В отличие от взаимодействия ионов силы притяжения между отдельными нейтральными молекулами малы, поэтому вещества с ковалентной неполярной связью обладают низкими температурами плавления.

Ковалентная полярная связь. При взаимодействии атомов, электроотрицательности которых отличаются незначительно, происходит смещение общей связывающей электронной пары к более электроотрицательному атому и образуется ковалентная полярная связь.

Так как между полярными молекулами также существуют силы электростатического притяжения, то температуры плавления и кипения этих соединений гораздо выше, чем у веществ с ковалентной неполярной связью.