Ковалентная связь всегда ориентирована в пространстве, что определяется валентными углами - углами между направлениями связями данного атома с соседними атомами в молекуле. Число ковалентных связей, которые может образовать данный атом, не безгранично, а определяется его электронной конфигурацией. Одна атомная орбиталь может принимать участие в образовании только одной ковалентной связи. Следовательно, максимальная валентность элементов II периода, в атомах которых имеются на внешнем энергетическом уровне только 4 орбитали (одна s- и три p-), равна 4. Насыщаемость ковалентной связи обусловлена ограниченным числом атомных орбиталей для связывания.
При сближении атомов происходит взаимное проникновение электронных облаков; увеличивающаяся электронная плотность в межьядерном пространстве заставляет ядра притягиваться друг к другу, при этом высвобождается энергия. Сближение ядер происходит только до определенного расстояния, поскольку на близких расстояниях начинает преобладать электростатическое отталкивание одноименно заряженных ядер. Оптимальное межъядерное расстояние для двух связывающихся атомов определенного вида называется длиной связи. Длину связи, так же как и валентные углы, наиболее точно определяют рентгенографическим методом. Чем ближе подходят друг к другу ядра, т. е. чем меньше длина связи, тем больше выделяется энергии при образовании связи и тем она прочнее.
Сравните изменение параметров связи в ряду галогенов (табл. 1). Величины энергии ковалентной связи для разных атомов могут значительно отличаться друг от друга, но они имеют приблизительно один порядок - от 200 до 1000 кДж/моль.Энергия связи - количество энергии, выделяющееся при образовании связи или необходимое для ее разрыва, отнесенное к 1 моль вещества.
Табл.1. Некоторые параметры связи галогеноводородов
| Связь | Энергия связи, кДж/моль | Длина связи, пм | Эффективный заряд (δ+) на атоме H |
| H-F | 565 | 92 | 0.45 |
| H-Cl | 431 | 128 | 0.18 |
| H-Br | 364 | 141 | 0.12 |
| H-I | 297 | 160 | 0.05 |
Экспериментальные исследования показали, что одинаковые связи, например, C-C, C-H, C-O и др., имеют примерно одинаковые параметры в разных молекулах. Для объяснения этого феномена используют две теории ковалентной связи: метод валентных связей (В. Гай-тлер, Ф. Лондон, 1927 г.) и метод молекулярных орбиталей (Т. Гунд, Дж. Леннард-Джонс, Р. Малликен, 1928—1932 гг.).
- Попков В. А., Пузаков С. А. Общая химия: учебник. - М.: ГЭОТАР-Медия, 2010. - 976 с.: ISBN 978-5-9704-1570-2.
