Пособие по неорганической химии

Ковалентная связь возникает преимущественно между атомами различных неметаллов и одинаковыми атомами.

Ковалентно построенные соединения могут быть как простые (H

, O

, Ne, галогены – F

, Cl

, Br

,), так и сложные (HCL, CO

, CH

).

Электроны, которые в виде общей пары связывают атомы друг с другом в молекуле, называются спаренными электронами.

Пример:

Cl

? Cl ? Cl

Различают следующие разновидности ковалентной связи: неполярную, полярную и донорно-акцепторную.

В случае неполярной ковалентной связи электронная пара одинаково принадлежит обоим соединяющимся атомам (простые вещества H

, O

, N

, F

, Cl

) – электроотрицательность у атомов этих молекул одинакова

H

? H ? H;

N

? ?N ??? N?

Составляя электронные формулы веществ, следует помнить, что каждая общая электронная пара – это условное изображение повышенной электронной плотности, возникающей в результате перекрывания соответствующих электронных облаков атомов.

Эти вещества имеют низкую температуру плавления и кипения, при обычных условиях эти вещества газообразные и легколетучие (С1

– газ, температура кипения – 34°C, плавления – 101 °C).

В случае полярной ковалентной связи электронная пара смещена к более электроотрицательному атому.

Пример типичной полярной связи – молекула хлористого водорода:

Н? + ?С1? Н?С1

Молекулы с несимметрическим распределением электронов называются полярными. Это наиболее распространенный тип химической связи, который встречается как в неорганических, так и в органических соединениях (HCl, HBr, NH

, H

S, CH

и др.).

Донорно-акцепторная связь – это вид ковалентной связи, которая осуществляется за счет пары электронов, принадлежащих одному из соединяющихся атомов. Атом, который отдает свою пару электронов для образования связи, называется донором; атом, который использует эту пару электронов, называется акцептором.

NH

+ H

= NH

В данном соединении азот, имеющий свободную электронную пару, является донором, а ион водорода – акцептором, при этом заряд иона водорода становится общим (он рассредоточен между всеми атомами), а неподеленная пара электронов, принадлежащая азоту, становится общей с водородом.

Следует заметить, что это не особый вид связи, а лишь иной механизм образования ковалентной связи.

Металлическая связь

Связь, которая образуется в результате взаимодействия относительно свободных электронов с ионами металлов, называется металлической связью.

Атомы металлов в наружном электронном слое имеют мало валентных электронов по сравнению с общим числом внешних энергетически близких орбиталей, а валентные электроны из-за небольшой энергии ионизации слабо удерживаются в атоме. Электроны в металлах свободно перемещаются из одной орбитали в другую, осуществляя связь между всеми атомами металла, и принадлежат всем его атомам.

Химическая связь в металлических кристаллах сильно делокализована, т.е. электроны, осуществляющие связь, обобществлены («электронный газ») и перемещаются по всему куску металла, в целом электронейтрального.

Металлическая связь обусловливает высокую температуру плавления и кипения, тепло- и электропроводность, пластичность, способность отражению света и др.

Водородная связь

Водородная связь – это разновидность межмолекулярного и внутримолекулярного взаимодействия. Она осуществляется между поляризованными атомами водорода и отрицательно поляризованным атомом другой молекулы. Примерами существования межмолекулярной водородной связи являются ассоциированные молекулы воды, фтористого водорода, спиртов, карбоновых кислот.

Внутримолекулярная связь возникает в молекулах органических веществ – белков, углеводов и др.

Межмолекулярная водородная связь приводит к ассоциации молекул одного или разных соединений. В молекуле воды связь Н…О имеет полярный характер, причем на атоме водорода имеется избыточный положительный заряд, а на атоме кислорода – отрицательный. Это способствует взаимодействию атома водорода одной молекулы воды и атома кислорода другой молекулы, что и приводит к возникновению водородной связи между молекулами.

Водородная связь оказывает влияние на свойства многих веществ. Так, благодаря водородной связи, фтороводород в обычных условиях существует в жидком состоянии. Наличием водородных связей объясняется более высокая температура кипения воды по сравнению с водородными соединениями элементов подгруппы кислорода (H