Главная Энциклопедия Реакции Блоги Вопросы Ещё
Авторизация:

Химическая связь




Химическая связь - электронный феномен, заключающийся в том, что, по крайней мере, один электрон, находившийся в силовом поле своего ядра, оказывается в силовом поле другого ядра или нескольких ядер одновременно.

Большинство простых веществ и все сложные вещества (соединения) состоят из атомов, определенным образом взаимодействующих друг с другом. Иными словами, между атомами устанавливается химическая связь. При образовании химической связи энергия всегда выделяется, т. е. энергия образующейся частицы должна быть меньше суммарной энергии исходных частиц.

Переход электрона от одного атома к другому, в результате чего образуются разноименно заряженные ионы с устойчивыми электронными конфигурациями, между которыми устанавливается электростатическое притяжение, является простейшей моделью ионной связи:
 
X → X+ + e-; Y + e- → Y-; X+Y-

Гипотеза образования ионов и возникновения электростатического притяжения между ними была впервые высказана немецким ученым В. Косселем (1916 г.).

Другой моделью связи является обобществление электронов двумя атомами, в результате чего также образуются устойчивые электронные конфигурации. Такая связь называется ковалентной ее теорию в 1916 г. начал разрабатывать американский ученый Г. Льюис.

Общим моментом в обеих теориях было образование частиц с устойчивой электронной конфигурацией, совпадающей с электронной конфигурацией благородного газа.

Например, при образовании фторида лития реализуется ионный механизм образования связи. Атом лития (3Li 1s22s1) теряет электрон и превращается в катион (3Li+ 1s2) с электронной конфигурацией гелия. Фтор (9F 1s22s22p5) принимает электрон, образуя анион (9F- 1s22s22p6) c электронной конфигурацией неона. Между ионом лития Li+ и ионом фтора F- возникает электростатическое притяжение, за счет чего образуется новое соединение - фторид лития.

При образовании фтороводорода единственный электрон атома водорода (1s) и неспаренный электрон атома фтора (2p) оказываются в поле действия обоих ядер - атома водорода и атома фтора. Таким образом возникает общая электронная пара, что означает перераспределение электронной плотности и возникновение максимума электронной плотности. В результате с ядром атома водорода теперь связаны два электрона (электронная конфигурация атома гелия), а с ядром фтора - восемь электронов внешнего энергетического уровня (электронная конфигурация атома неона):
 
фтороводород

Связь, осуществляемая посредством одной электронной пары, называется одинарной связью.

Она обозначается одной черточкой между символами элементов: H-F.

Тенденция к образованию устойчивой восьмиэлектронной оболочки путем перехода электрона от одного атома к другому (ионная связь) или обобществления электронов (ковалентная связь) называется правилом октета.

Образование двухэлектронных оболочек у иона лития и атома водорода является частным случаем.

Существуют, однако, соединения, не отвечающие этому правилу. Например, атом бериллия во фториде бериллия BeF2 имеет только четырехэлектронную оболочку; шести электронные оболочки характерны для атома бора (точками обозначены электроны внешнего энергетического уровня):
 
связь

В то же время в таких соединениях, как хлорид фосфора(V) и фторид серы(VI), фторид иода(VII), электронные оболочки центральных атомов содержат больше восьми электронов (фосфор - 10; сера - 12; иод - 14):
 

В большинстве соединений d-элементов правило октета также не соблюдается.

Во всех представленных выше примерах химическая связь образуется между атомами различных элементов; она называется гетероатомной. Однако ковалентная связь может образоваться и между одинаковыми атомами. Например, молекула водорода образуется за счет обобществления 15 электронов каждого атома водорода, в результате чего каждый атом приобретает устойчивую электронную конфигурацию из двух электронов. Октет образуется при образовании молекул остальных простых веществ, например фтора:
 

Образование химической связи может осуществляться также путем обобществления четырех или шести электронов. В первом случае образуется двойная связь, представляющая собой две обобщенные пары электронов, во втором - тройная связь (три обобщенные электронные пары).

Например, при образовании молекулы азота N2 химическая связь образуется путем обобществления шести электронов: по три неспаренных p электрона от каждого атома. Для достижения восьмиэлектронной конфигурации образуются три общие электронные пары:
 
 
Двойная связь обозначается двумя черточками, тройная - тремя. Молекулу азота N2 можно представить следующим образом: N≡N.

В двухатомных молекулах, образованных атомами одного элемента, максимум электронной плотности находится на середине межъядерной линии. Поскольку разделения зарядов между атомами не происходит, такая разновидность ковалентной связи получила название неполярной. Гетероатомная связь всегда является в той или иной степени полярной, так как максимум электронной плотности смещен в сторону одного из атомов, за счет чего он приобретает частичный отрицательный заряд (обозначается σ-). Атом, от которого смещен максимум электронной плотности, приобретает частичный положительный заряд (обозначается σ+). Электронейтральные частицы, в которых центры частичного отрицательного и частичного положительного зарядов не совпадают в пространстве, называются диполями. Полярность связи измеряется дипольным моментом (μ), который прямо пропорционален величине зарядов и расстоянию между ними.
 

Рис. Схематическое изображение диполя
 
 
Список использованной литературы
  1. Попков В. А., Пузаков С. А. Общая химия: учебник. - М.: ГЭОТАР-Медия, 2010. - 976 с.: ISBN 978-5-9704-1570-2. [с. 32-35]

Информация о статье:

Обновлено:
Создано: 19.09.2015 10:58

Просмотров: 1222
Оценка информации: 5.0 з 5
Количество голосов - 1
ChemiDay не навязывает вам свое мнение. Все что вы делаете - делаете на свой страх и риск.
О сайте | Отзывы и предложения | Обратная связь | Страница в ВК
ChemiDay.com © 2016