Сущность химической связи. Виды химической связи
Сущность химической связи. Виды химической связи
Электроотрицательность— химическое свойство атома, количественная характеристика способности атома в молекуле притягивать к себе электроны от атомов других элементов.
Современное понятие об электроотрицательности атомов было введено американским химиком Л. Полингом
Химическая связь
В природе не существуют одиночные атомы. Все они находятся в составе простых и сложных соединений, где их объединение в молекулы обеспечивается образованием химических связей друг с другом.
Образование химических связей между атомами – естественный, самопроизвольный процесс, так как при этом происходит понижение энергии молекулярной системы, т.е. энергия молекулярной системы меньше суммарной энергии изолированных атомов. Это движущая сила образования химической связи.
Природа химических связей – электростатическая, т.к. атомы есть совокупность заряженных частиц, между которыми действуют силы притяжения и отталкивания, которые приходят в равновесие.
В образовании связей участвуют неспаренные электроны, находящиеся на внешних атомных орбиталях (или готовые электронные пары) – валентные электроны. Говорят, что при образовании связей происходит перекрывание электронных облаков, в результате чего между ядрами атомов возникает область, где вероятность нахождения электронов обоих атомов максимальна.
| s, p - элементы | d – элементы |
| Валентыми являются электроны внешнего уровня Например, Н +1)1e 1s1 - внешний уровень не завершён - 1 валентный электрон O +8 )2e)6e 1s22s22p4 - внешний уровень не завершён - 6 валентных электронов | Валентыми являются электроны внешнего уровня и d – электроны предвнешнегоуровня Например, Cr +24)2e)8e)8e+5e)1e - 6 валентных электронов (5е+1е) |
Химическая связь - это взаимодействие атомов, осуществляемое путем обмена электронами.
При образовании химической связи атомы стремятся приобрести устойчивую восьмиэлектронную (или двухэлектронную – Н, Не) внешнюю оболочку, соответствующую строению атома ближайшего инертного газа, т.е. завершить свой внешний уровень.
I. Сущность химической связи
1. Устойчивым является такое состояние атома, при котором его внешний энергетический уровень завершён до 8 электронов (Н, Не – до 2 электронов).
2. Завершённый внешний уровень имеют атомы VIII A группы.
3. одиночные атомы связанные атомы
○ + ○ → ○○ + Е
Главная причина образования химической связи – выделение энергии и повышение устойчивости системы.
4. Чем меньше запас энергии атома, тем более он устойчив в химическом отношении и его состояние наиболее энергетически выгодное.
5. Пути завершения внешнего уровня атомов:
· образование общих электронных пар
· отдача или присоединение электронов
· обобществление электронов.
II. Виды химической связи
1. Ионная(∆ЭО > 1,7) – связь, осуществляемая за счёт сил электростатического притяжения ионов (Отдача или присоединение ионов).
Мещ – О, Г, S; Мещз – О, Г, S.
2. Ковалентная (∆ЭО = 0 – 1,7) - связь осуществляемая путём образования общих электронных пар.
· неполярная(∆ЭО = 0) – связь между одинаковыми атомами неметаллов.
· полярная(0<∆ЭО<1,7) – связь между разными атомами неметаллов, или неметаллом и неактивным металлом (AlCl3).
Свойства ковалентной связи:
1) Длина – межъядерное расстояние
2) Энергия – энергия, выделяющаяся при образовании или поглощающаяся при разрыве химической связи.
С увеличением кратности связи энергия увеличивается, длина связи уменьшается и химическая активность падает:
| F – F | O = O | N ≡ N | C ≡ O Одна из трёх связей О→С по донорно-акцепторному механизму |
| 155 кДж/моль | 498 кДж/моль | 946 кДж/моль | 1065 кДж/моль |
3) Насыщаемость – определяется способностью атомов образовывать ограниченное число связей:
Например, водород всегда одновалентен;
азот может быть трехвалентен в молекуле аммиака NH3 и четырёхвалентен в ионе аммония NH4+ (валентные возможности расширяются за счёт участия неподелённой электронной пары атома азота в образовании ковалентной связи по донорно-акцепторному механизму).
4) Направленность – обуславливает форму молекулы в пространстве.
Ковалентная связь образуется в направлении максимального перекрывания электронных орбиталей взаимодействующих атомов при образовании σ – связей. (см. "гибридизация")
3. Металлическая– связь за счёт обобществления валентных электронов в кристаллической решётке металла. Это связь в металлах и сплавах (примерно в 3-4 раза слабее одинарной ковалентной)
4. Водородная– связь между атомом водорода и сильноэлекроотрицательным элементом F, O, N, Cl. (примерно 15-20 раз слабее ковалентной)
· внутримолекулярная – белки, полипептиды
· межмолекулярная – вода, спирты, аммиак, аминокислоты и др.
Строение вещества
В химические взаимодействия вступают не отдельные атомы или молекулы, а вещества.
При низких температурах для веществ устойчиво твёрдое состояние.
☼ Самым твёрдым веществом в природе является алмаз. Он считается царём всех самоцветов и драгоценных камней. Да и само его название означает по-гречески «несокрушимый». На алмазы с давних пор смотрели как на чудодейственные камни. Считалось, что человек, носящий алмазы, не знает болезней желудка, на него не действует яд, он сохраняет до глубокой старости память и весёлое расположение духа, пользуется царской милостью.
☼ Алмаз, подвергнутый ювелирной обработке – огранке, шлифовке, называют бриллиантом.
При плавлении в результате тепловых колебаний порядок частиц нарушается, они становятся подвижными, при этом характер химической связи не нарушается. Таким образом, между твёрдым и жидким состояниями принципиальных различий нет.
У жидкости появляется текучесть (т. е. способность принимать форму сосуда).
Жидкие кристаллы
Жидкие кристаллы открыты в конце XIX века, но изучены в последние 20-25 лет. Многие показывающие устройства современной техники, например некоторые электронные часы, мини-ЭВМ, работают на жидких кристаллах.
В общем-то слова «жидкие кристаллы» звучат не менее необычно, чем «горячий лёд» . Однако на самом деле и лёд может быть горячим, т.к. при давлении более 10000 атм. водяной лёд плавится при температуре выше 2000 С. Необычность сочетания «жидкие кристаллы» состоит в том, что жидкое состояние указывает на подвижность структуры, а кристалл предполагает строгую упорядоченность.
Если вещество состоит из многоатомных молекул вытянутой или пластинчатой формы и имеющих несимметричное строение, то при его плавлении эти молекулы ориентируются определённым образом друг относительно друга (их длинные оси располагаются параллельно). При этом молекулы могут свободно перемещаться параллельно самим себе, т.е. система приобретает свойство текучести, характерное для жидкости. В то же время система сохраняет упорядоченную структуру, обусловливающую свойства, характерное для кристаллов.
Высокая подвижность такой структуры даёт возможность управлять ею путём очень слабых воздействий (тепловых, электрических и др.), т.е. целенаправленно изменять свойства вещества, в том числе оптические, с очень малыми затратами энергии, что и используется в современной технике.
Сущность химической связи. Виды химической связи
Электроотрицательность— химическое свойство атома, количественная характеристика способности атома в молекуле притягивать к себе электроны от атомов других элементов.
Современное понятие об электроотрицательности атомов было введено американским химиком Л. Полингом
Химическая связь
В природе не существуют одиночные атомы. Все они находятся в составе простых и сложных соединений, где их объединение в молекулы обеспечивается образованием химических связей друг с другом.
Образование химических связей между атомами – естественный, самопроизвольный процесс, так как при этом происходит понижение энергии молекулярной системы, т.е. энергия молекулярной системы меньше суммарной энергии изолированных атомов. Это движущая сила образования химической связи.
Природа химических связей – электростатическая, т.к. атомы есть совокупность заряженных частиц, между которыми действуют силы притяжения и отталкивания, которые приходят в равновесие.
В образовании связей участвуют неспаренные электроны, находящиеся на внешних атомных орбиталях (или готовые электронные пары) – валентные электроны. Говорят, что при образовании связей происходит перекрывание электронных облаков, в результате чего между ядрами атомов возникает область, где вероятность нахождения электронов обоих атомов максимальна.
| s, p - элементы | d – элементы |
| Валентыми являются электроны внешнего уровня Например, Н +1)1e 1s1 - внешний уровень не завершён - 1 валентный электрон O +8 )2e)6e 1s22s22p4 - внешний уровень не завершён - 6 валентных электронов | Валентыми являются электроны внешнего уровня и d – электроны предвнешнегоуровня Например, Cr +24)2e)8e)8e+5e)1e - 6 валентных электронов (5е+1е) |
Химическая связь - это взаимодействие атомов, осуществляемое путем обмена электронами.
При образовании химической связи атомы стремятся приобрести устойчивую восьмиэлектронную (или двухэлектронную – Н, Не) внешнюю оболочку, соответствующую строению атома ближайшего инертного газа, т.е. завершить свой внешний уровень.