Основные типы химической связи

К ковалентным полярным относятся и те связи, которые образованы по донорно-акцепторному механизму, например в онах гидроксония и аммония.

Ковалентная полярная связь наиболее распространенный тип химической связи, встречающаяся как в неорганических, так и в органических соединениях.

Металлическая связь. Связь, которую осуществляют относительно свободные электроны между ионами металлов в кристаллической решетке, называется металлической связью.

1.

Сущность образования металлической связи состоит в следующем. Атомы металлов легко отдают наружные электроны, и некоторые из них превращаются в положительно заряженные ионы. Оторвавшиеся от атомов электроны относительно свободно перемещаются между возникшими положительными ионами металлов. Между этими частицами возникает металлическая связь, т.е. электроны как бы цементируют положительные ионы в металлической решетке. Таким строением металлов обусловлены и их характерные физические свойства.

2. 3.

Рис. 5. Связь строения кристаллических решеток с механической прочностью соответствующих веществ;

1-атомная решетка;

2-ионная решетка;

3-металлическая решетка

Проводимость электричества и теплоты зависит от наличия в металлических решетках свободных электронов. Ковкость и пластичность металлов объясняются тем, что ионы и атомы металлов в металлической решетке друг с другом непосредственно связаны и отдельные их слои могут свободно перемещаться один относительно другого.

Водородная связь. Связь между атомами водорода одной молекулы и сильноотрицательными элементами (O, N, F) другой молекулы называется водородной связью.

Может возникнуть вопрос: почему именно водород способен образовывать такие специфические химические связи? Это связано с тем, что атом водорода обладает очень маленьким радиусом и при смещении или отдаче единственного электрона водород приобретает относительно сильный положительный заряд, который действует на электроотрицательные элементы в молекулах веществ. Рассмотрим некоторые примеры. Мы привыкли состав воды изображать формулой H₂O, но правильнее было бы состав воды обозначать формулой (H₂O) n, где n равно 2, 3, 4 и т.д., так как отдельные молекулы воды соединены водородными связями, которые схематически изображают точками:

Водородная связь гораздо более слабая, чем ионная или ковалентная, но более сильная, чем межмолекулярное взаимодействие.

Образованием водородных связей объясняется, почему объем воды в отличие от объемов других веществ при понижении температуры увеличивается.

При изучении органической химии возникал и такой вопрос: почему у спиртов температуры кипения гораздо выше, чем у соответствующих углеводородов? Оказывается, между молекулами спиртов тоже происходит химическое взаимодействие с возникновением водородных связей:

Вам уже известно, что Д.И. Менделеев изучал процесс растворения спирта в воде. Он пришел к выводу, что при растворении одновременно происходят и химические процессы, например взаимодействие молекул спирта с молекулами воды:

Водородная связь характерна для многих органических соединений (фенолов, альдегидов, карбоновых кислот и др.). за счет водородной связи образуется вторичная структура белков, двойная спираль ДНК.

Типы кристаллических решеток и свойства веществ

Вещества в твердом состоянии, как правило, имеют кристаллическое строение, для которого характерно правильное, строго периодическое расположение частиц в пространстве. Если обозначить все частицы в виде точек и соединить эти точи пересекающимися прямыми линиями, то образуется как бы пространственный каркас – кристаллическая решетка.

В зависимости от того, какая частица находится в узлах решетки, различают ионные, атомные, молекулярные и металлические кристаллические решетки.

Рис. 6. Плоская треугольная молекула трихлорида бора BCl₃.