Химическая связь
Химическая связь
Химическая связь – взаимодействие между атомами, приводящее к образованию устойчивой многоатомной системы – молекулы, иона, кристалла.
Причина образования химической связи – стремление системы к min энергии: при образовании химической связи энергия выделяется, образующаяся система обладает меньшей энергией, чем изолированные атомы, которыми она образована.
Кроме того, большинство атомов стремится к завершению внешнего энергетического уровня путем образования химических связей.
Ионная связь – это связь, возникающая за счет электростатического притяжения разноименно заряженных ионов.
Ионная связь образуется только между атомами таких элементов, которые значительно отличаются по своей электроотрицательности (разность >1,7).
Металлы способны отдавать электроны, превращаясь в положительно заряженные ионы – катионы.
Ме0 – nē → Меn+
Неметаллы способны принимать электроны, превращаясь в положительно заряженные ионы – анионы.
неМе0 + nē → неМеn-
.. ..
Na. + .Cl: → Na+ + :Cl: -
.. ..
Вещества с ионной связью при обычных условиях находятся в твердом агрегатном состоянии и образуют кристаллы с ионной решеткой: в её узлах находятся ионы.
Физические свойства:
твердые, но хрупкие;
нелетучие;
тугоплавкие;
многие растворимы;
в растворах и расплавах
проводят электрический ток.
Ионная связь характеризуется:
ненаправленностью – ион может притягиваться к
другому иону по любому направлению.
ненасыщаемостью – взаимодействие иона с
другим ионом не компенсирует его силовое поле,
и он не теряет способности притягивать ионы по
другим направлениям.
Ковалентная связь – это связь между атомами, возникающая за счет образования общих электронных пар.
Различают два механизма образования ковалентной связи:
Обменный - когда каждый атом отдаёт неспаренный электрон для образования общей электронной пары.
Как считают в настоящее время, образование общих электронных пар происходит между неспаренными электронами, причем они должны иметь разные спины. Атомы, имеющие неспаренные электроны с параллельными спинами отталкиваются, и химическая связь между ними не возникает.
Донорно-акцепторный –заключается в том, что ковалентная связь образуется в результате оттягивания уже существующей электронной пары донора (поставщика неподеленных электронных пар) на свободную орбиталь акцептора.
Различают неполярную и полярную ковалентную связь.
При ковалентной неполярной связи электронное облако распределяется в пространстве на одинаковом расстоянии от ядер атомов. Такая связь возникает между молекулами, состоящими из одинаковых атомов ( например, молекулы водорода, кислорода).
Н-Н О=О Cl-Cl
При ковалентной полярной связи электронное облако смещено к атому с большей электроотрицательностью (разница <1,7).
Например: Н→Cl
Химическая связь, образованная в результате перекрывания электронных облаков вдоль условной линии, соединяющей центры атомов, называется σ-связью.
Связь, образованная при перекрывании электронных облаков, расположенных перпендикулярно условной линии, соединяющей центры атомов, называется π-связью.
В молекуле может присутствовать одновременно как σ, так и π-связь.
Характеристика
ковалентной
связи
Длина связи – это расстояние между центрами ядер атома в молекуле или кристалле.
Например:
Длина С- С связи в молекуле этана равна 0,154 нм
Длина С=С связи в молекуле этена равна 0,134 нм
Длина С ≡ С связи в молекуле этина равна 0,120 нм
Энергия связи – это мера прочности связи. Ее величина определяется выделенной или поглощенной энергией при разрушении или образовании связи.
Например, образование связей в 1 моль водорода сопровождается выделением 432, 1 кДж теплоты. Значит энергия связи Н-Н составляет 432,1 кДж/моль.
Число общих электронных пар равно числу связей между двумя атомами, или кратности связи.
Например: Н : Н Н – Н простая (одинарная) связь;
О :: О О = О двойная связь;
N :::N N ≡ N тройная связь.
Полярность связи – неравномерное распределение электронной плотности в молекуле.
Например: Н : Н Н – Н ков. неполярная связь.
Н :Сl Н →Сl ков. полярная связь.
Насыщаемость – способность атомов присоединять определенное число других атомов.
Направленность – соединение атомов между собой при образовании общих электронных пар в определенных направлениях.
Объясняется процессами гибридизации.
В зависимости от числа участвующих в гибридизации р-орбиталей гибридные орбитали имеют разную ориентацию в пространстве.
Гибридизация одной s- и трех
р-орбиталей (sр3-гибридизация)
приводит к образованию четырех
гибридных орбиталей. Их расположение
в пространстве имеет форму тетраэдра,
валентный угол составляет 109°28'.
Гибридизация одной s-орбитали и двух
р-орбиталей (sp2-гибридизация) образует
три гибридные орбитали, расположенные
в плоскости под углом 120°.
Гибридизация одной s-орбитали и одной
р-орбитали (sp-гибридизация) образует
две гибридные орбитали, расположенные
в плоскости под углом 180°.
Поляризуемость – способность неполярных связей становиться полярными под действием внешнего электрического поля.
Например: неполярная молекула Br2 становится полярной под действием электронной плотности двойной связи алкена.
СН2 Электроны ближайшего
║ Brδ+ → Brδ- к двойной связи атома
СН2 брома отталкиваются от
электронной плотности
двойной связи.
Физические свойства – зависят от типа кристаллической решетки.
Вещества с ковалентной связью могут иметь два типа кристаллической решетки.
1. Атомная кристаллическая решетка – в узлах её
атомы, между которыми ковалентные связи.
Физические свойства:
твердые;
нелетучие;
тугоплавкие;
нерастворимые в воде.
Примеры веществ: Al2O3, Fe2O3, B, карборунд SiC,
кварц SiO2.
2. Молекулярная кристаллическая решетка – в узлах
её молекулы, между которыми слабые силы
межмолекулярного взаимодействия.
Физические свойства:
летучесть;
хрупкость в кристаллическом виде;
низкие температуры плавления и кипения;
растворимые в воде и способность проводить эл.
ток зависят от полярности связи.
Примеры веществ: газы – О2, Сl2, N2, СО2
жидкости – вода, спирты,
кислоты, Br2
твердые – нафталин, глюкоза, I2
Металлическая связь.
Образуется в металлах и сплавах.
Атомы металлов имеют неболь-
шое число валентных электронов.
Они слабо связаны с ядром и
могут легко отрываться от него.
В результате в узлах кристал-
лической решетки появляются по-
ложительно заряженные ионы, а
между ними свободно перемещаются электроны – образуется так называемый “электронный газ”. Вид связи между положительными ионами, осуществляемой за счет притяжения электронов, свободно перемещающихся по кристаллу, называется металлической.
Металлическая связь характеризуется:
ненаправленностью;
ненасыщаемостью;
меньшей прочностью по сравнению с
ковалентной и ионной.
Водородная связь.
Водородную связь могут образовывать только такие вещества, в молекулах которых атом водорода связан с электроотрицательными атомами. Объясняется возникновение водородной связи действием электростатических сил.
Межмолекулярная
водородная связь.
Н Н Н
/ / /
H − O:δ- ⋅ ⋅ ⋅ Hδ+ − O:δ- ⋅ ⋅ ⋅ Hδ+ −O:
Водородная связь может быть
и внутримолекулярной,
особенно часто она
проявляется в органических
веществах.
В частности у белков
вторичная структура
поддерживается
водородными связями.
Энергия водородной связи невелика и на
порядок меньше энергии ковалентной
связи, что не мешает ей оказывать
Значительное влияние на физические и
химические свойства многих веществ.
Это сайт презентаций, где можно хранить и обмениваться своими презентациями, докладами, проектами, шаблонами в формате PowerPoint с другими пользователями. Мы помогаем школьникам, студентам, учителям, преподавателям хранить и обмениваться учебными материалами.
Email: Нажмите что бы посмотреть