Механизм образования связи

Ковалентная связь может быть образована путем обобществления электронов двух нейтральных атомов (обменный, или равноценный механизм образования связи). Например, для связи Н−Н:

Н· + ·Н → Н−Н или Н · · Н

Такая же ковалентная связь Н-Н возникает при обобществлении электронной пары гидрид-иона Н− катионом водорода Н+ (донорно-акцепторный, или координационный механизм образования связи):

Н+ + (:Н)− → Н−Н или Н · · Н

Катион Н+ - акцептор, а анион Н− - донор электронной пары.

Аналогичным образом при образовании ковалентной связи между атомом азота молекулы аммиака NH3 и катионом водорода H+ атом азота - донор, а катион водорода - акцептор электронной пары. В образующемся катионе аммония NH4+ все четыре связи N−H равноценны (одинаковы), и уже нельзя указать тот атом водорода, который был акцептором при образовании ковалентной связи.

Степень окисления азота и в молекуле аммиака, и в катионе аммония одинакова и равна −III.

Ионная связь возникает (К.О.) между ионами - т.е. атомами, с недостатоком или избытком электронов - таким образом положительно или отрицательно заряженными. Зачастую прямо перед образованием связи один из элементов (или соединений) теряет элетрон, а другой берёт. Как правило это происходит, когда для элементов это энергетически выгодно.

С отрицательными и положительными зарядами что происходит? Правильно - они притягиваются по закону Кулона. Так и образуется связь. Причём принципиального ограничения на количество связей для одного иона нет. (Впрочем, оно возникает по другой причине - если рядом соберётся много зарядов одного знака - возникнут силы отталкивания.)

А ковалентная связь образуется по-другому. У двух в целом нейтральных атомов есть по несколько электронов. Они описываются своими волновыми функциями. Если энергетически выгодно образование новой волновой функции, в которой участвуют оба электрона и оба атома - это и происходит. Образуется новое электронное облако взамен старых двух. Его конфигурация и держит вместе атомы. Если они пытаются разлететь - чтобы разорвать связь надо приложить энергию. Если её не хватает - связь остаётся.

Поскольку всё зависит от количетсва доступных элетронов на внешних оболочках и конкретных конфигураций - есть вполне конкретное ограничение на число связей - валентность.

14. Межмолекулярное взаимодействие — взаимодействие между электрически нейтральными молекулами или атомами. Впервые были учтены Я. Д. Ван-дер-Ваальсом в 1873 году. Учёт межмолекулярных сил необходим для объяснения свойств реальных газов и жидкостей.

Агрега́тное состоя́ние — состояние вещества, характеризующееся определёнными качественными свойствами: способностью или неспособностью сохранять объём и форму, наличием или отсутствием дальнего и ближнего порядка и другими. Изменение агрегатного состояния может сопровождаться скачкообразным изменением свободной энергии, энтропии, плотности и других основных физических свойств.[1].

Выделяют три основных агрегатных состояния: твёрдое тело, жидкость и газ. Иногда не совсем корректно к агрегатным состояниям причисляют плазму. Существуют и другие агрегатные состояния, например, жидкие кристаллы или конденсат Бозе — Эйнштейна.

Изменения агрегатного состояния это термодинамические процессы, называемые фазовыми переходами. Выделяют следующие их разновидности: из твёрдого в жидкое — плавление; из жидкого в газообразное — испарение и кипение; из твёрдого в газообразное — сублимация; из газообразного в жидкое или твёрдое — конденсация; из жидкого в твёрдое — кристаллизация. Отличительной особенностью является отсутствие резкой границы перехода к плазменному состоянию.

Определения агрегатных состояний не всегда являются строгими. Так, существуют аморфные тела, сохраняющие структуру жидкости и обладающие небольшой текучестью и способностью сохранять форму; жидкие кристаллы текучи, но при этом обладают некоторыми свойствами твёрдых тел, в частности, могут поляризовать проходящее через них электромагнитное излучение.

Для описания различных состояний в физике используется более широкое понятие термодинамической фазы. Явления, описывающие переходы от одной фазы к другой, называют критическими явлениями.

Водородная связь — форма ассоциации между электроотрицательным атомом и атомом водорода H, связанным ковалентно с другим электроотрицательным атомом. В качестве электроотрицательных атомов могут выступать N, O или F. Водородные связи могут быть межмолекулярными или внутримолекулярными. [1]