Атомите на повечето елементи не съществуват отделно, тъй като те могат да взаимодействат един с друг. При това взаимодействие се образуват по-сложни частици.

Естеството на химическата връзка е действието на електростатичните сили, които са силите на взаимодействие между електрическите заряди. Такива заряди имат електроните и атомните ядра.

Електроните, разположени на външните електронни нива (валентни електрони), като са най-отдалечени от ядрото, взаимодействат с него най-слабо и следователно могат да се откъснат от ядрото. Те са отговорни за свързването на атомите един към друг.

Видове взаимодействия в химията

Видовете химическа връзка могат да бъдат представени като следната таблица:

Характеристика на йонната връзка

Химическото взаимодействие, което се образува поради йонно привличанес различни заряди се нарича йонна. Това се случва, ако свързаните атоми имат значителна разлика в електроотрицателността (т.е. способността да привличат електрони) и електронната двойка отива към по-електроотрицателен елемент. Резултатът от такъв преход на електрони от един атом към друг е образуването на заредени частици - йони. Между тях има привличане.

имат най-ниска електроотрицателност типични метали, а най-големите са типичните неметали. По този начин йоните се образуват чрез взаимодействия между типичните метали и типичните неметали.

Металните атоми стават положително заредени йони (катиони), дарявайки електрони на външни електронни нива, а неметалите приемат електрони, като по този начин се превръщат в отрицателно зареденийони (аниони).

Атомите преминават в по-стабилно енергийно състояние, завършвайки своите електронни конфигурации.

Йонната връзка е ненасочена и не се насища, тъй като електростатичното взаимодействие възниква във всички посоки, съответно йонът може да привлича йони противоположен знаквъв всички посоки.

Подреждането на йоните е такова, че около всеки има определен брой противоположно заредени йони. Понятието "молекула" за йонни съединения няма смисъл.

Примери за образование

Образуването на връзка в натриев хлорид (nacl) се дължи на прехвърлянето на електрон от атома Na към атома Cl с образуването на съответните йони:

Na 0 - 1 e \u003d Na + (катион)

Cl 0 + 1 e \u003d Cl - (анион)

В натриевия хлорид има шест хлоридни аниона около натриевите катиони и шест натриеви йона около всеки хлориден йон.

Когато се образува взаимодействие между атомите в бариев сулфид, възникват следните процеси:

Ba 0 - 2 e \u003d Ba 2+

S 0 + 2 e \u003d S 2-

Ba отдава своите два електрона на сярата, което води до образуването на серни аниони S 2- и бариеви катиони Ba 2+.

метална химична връзка

Броят на електроните във външните енергийни нива на металите е малък; те лесно се отделят от ядрото. В резултат на това отделяне се образуват метални йони и свободни електрони. Тези електрони се наричат ​​"електронен газ". Електроните се движат свободно в целия обем на метала и постоянно се свързват и отделят от атомите.

Структурата на металното вещество е следната: кристална клеткае гръбнакът на материята и между неговите възли електроните могат да се движат свободно.

Могат да се дадат следните примери:

Mg - 2е<->Mg2+

Cs-e<->Cs +

Ca-2e<->Ca2+

Fe-3e<->Fe3+

Ковалентни: полярни и неполярни

Най-често срещаният тип химично взаимодействиее ковалентна връзка. Стойностите на електроотрицателността на взаимодействащите елементи не се различават рязко, във връзка с това се получава само изместване на общата електронна двойка към по-електроотрицателен атом.

Ковалентното взаимодействие може да се формира чрез обменния механизъм или чрез донорно-акцепторния механизъм.

Обменният механизъм се осъществява, ако всеки от атомите има несдвоени електрони във външните електронни нива и припокриването на атомните орбитали води до появата на двойка електрони, която вече принадлежи на двата атома. Когато един от атомите има двойка електрони на външно електронно ниво, а другият има свободна орбитала, тогава когато атомните орбитали се припокриват, електронната двойка се социализира и взаимодействието се осъществява по механизма донор-акцептор.

Ковалентните се делят по кратност на:

• прости или единични;
• двойно;
• тройна.

Двойките осигуряват социализацията на две двойки електрони наведнъж, а тройките - три.

Според разпределението на електронната плътност (полярност) между свързаните атоми ковалентната връзка се разделя на:

• неполярен;
• полярен.

Неполярната връзка се образува от едни и същи атоми, а полярната връзка се образува от различна електроотрицателност.

Взаимодействието на атоми с подобна електроотрицателност се нарича неполярна връзка. Общата двойка електрони в такава молекула не се привлича към нито един от атомите, а принадлежи еднакво и на двата.

Взаимодействието на елементи с различна електроотрицателност води до образуването на полярни връзки. Общите електронни двойки с този тип взаимодействие се привличат от по-електроотрицателен елемент, но не се прехвърлят напълно към него (т.е. не се образуват йони). В резултат на такова изместване на електронната плътност върху атомите се появяват частични заряди: върху по-електроотрицателния - отрицателен заряд, а върху по-малко електроотрицателния - положителен.

Свойства и характеристики на ковалентността

Основните характеристики на ковалентната връзка:

• Дължината се определя от разстоянието между ядрата на взаимодействащите атоми.
• Полярността се определя от изместването на електронния облак към един от атомите.
• Ориентация - свойството да се образуват пространствено ориентирани връзки и съответно молекули, които имат определени геометрични форми.
• Наситеността се определя от способността за образуване на ограничен брой връзки.
• Поляризуемостта се определя от способността за промяна на полярността под въздействието на външно електрическо поле.
• Енергията, необходима за разкъсване на връзка, която определя нейната сила.

Молекулите на водород (H2), хлор (Cl2), кислород (O2), азот (N2) и много други могат да бъдат пример за ковалентно неполярно взаимодействие.

H+ + H → H-H молекулаима единична неполярна връзка,

O: + :O → O=O молекулата има двойно неполярно,

Ṅ: + Ṅ: → N≡N молекулата има тройна неполярна.

Като пример за ковалентна връзка химически елементиможете да донесете молекули на газ въглероден диоксид (CO2) и въглероден оксид (CO), сероводород (H2S), на солна киселина(HCL), вода (H2O), метан (CH4), серен оксид (SO2) и много други.

В молекулата на CO2 връзката между въглеродните и кислородните атоми е ковалентна полярна, тъй като по-електроотрицателният водород привлича електронна плътност към себе си. Кислородът има два несдвоени електрона на външното ниво, докато въглеродът може да осигури четири валентни електрона, за да образува взаимодействие. В резултат на това се образуват двойни връзки и молекулата изглежда така: O=C=O.

За да се определи вида на връзката в определена молекула, достатъчно е да се разгледат нейните съставни атоми. Простите вещества метали образуват метална, металите с неметали образуват йонна, простите вещества неметали образуват ковалентна неполярна, а молекулите, състоящи се от различни неметали, се образуват чрез ковалентна полярна връзка.

химическа връзка

В природата няма отделни атоми. Всички те са в състава на прости и сложни съединения, където тяхното свързване в молекули се осигурява от образуването на химични връзки помежду си.

Образуването на химични връзки между атомите е естествен, спонтанен процес, тъй като в този случай енергията на молекулярната система намалява, т.е. енергията на молекулярната система е по-малка от общата енергия на изолираните атоми. Това е движещата сила зад образуването на химическа връзка.

Природата на химичните връзки е електростатична, т.к Атомите са съвкупност от заредени частици, между които действат силите на привличане и отблъскване, които влизат в равновесие.

Несдвоени електрони, разположени на външния атомни орбитали(или готови електронни двойки) - валентни електрони Казват, че по време на образуването на връзки електронните облаци се припокриват, което води до зона между ядрата на атомите, където вероятността за намиране на електрони и на двата атома е максимална.

s, p - елементи	d - елементи
Валентните електрони са външното ниво Например, H +1) 1 д 1s 1 1 валентен електрон O+8) 2e) 6 д 1s 2 2s 2 2p 4 Външното ниво не е завършено - 6 валентни електрона	Валентните електрони са външното ниво иd са електрони на предвъншното ниво Например , Cr +24) 2e) 8e) 8e+ 5д )1д 6 валентни електрона (5e + 1e)

химическа връзка - това е взаимодействието на атомите, осъществявано чрез обмен на електрони.

Когато се образува химическа връзка, атомите се стремят да придобият стабилна осемелектронна (или двуелектронна - H, He) външна обвивка, съответстваща на структурата на най-близкия атом на инертен газ, т.е. завършете външното си ниво.

Класификация на химичните връзки.

1. Според механизма на образуване на химична връзка.

а) обмен когато и двата атома, които образуват връзка, осигуряват несдвоени електрони за нея.

Например образуването на водородни молекули H 2 и хлор Cl 2:

б) донор-акцептор , когато един от атомите осигурява готова двойка електрони (донор) за образуване на връзка, а вторият атом осигурява празна свободна орбитала.

Например образуването на амониев йон (NH 4) + (заредена частица):

2. Според начина, по който се припокриват електронните орбитали.

а) σ - връзка (сигма), когато максимумът на припокриване лежи на линията, свързваща центровете на атомите.

Например,

H 2 σ (s-s)

Cl 2 σ(p-p)

HClσ(s-p)

б) π - връзки (pi), ако максимумът на припокриване не лежи на линията, свързваща центровете на атомите.

3. Според метода за постигане на завършената електронна обвивка.

Всеки атом се стреми да завърши своята външна електронна обвивка, докато може да има няколко начина за постигане на това състояние.

Знак за сравнение	ковалентен		Йонни	метал
	неполярни	полярен
Как се постига завършената електронна обвивка?	Социализация на електроните	Социализация на електроните	Пълен трансфер на електрони, образуване на йони (заредени частици).	Социализацията на електроните от всички атоми в Христа. решетка
Какви атоми са включени?	nemeth - немет ЕО = ЕО	1) Немет-Немет 1 2) Мет-Немет EO < ЭО	мет+ [вцепенен] - EO << EO	Местата съдържат катионни метални атоми. Комуникацията се осъществява от електрони, свободно движещи се в интерстициалното пространство.
∆c = EO 1 - EO 2		< 1,7	> 1,7
Примери	простите вещества са неметали.

Йонна химична връзка е връзка, която се образува между атоми на химични елементи (положително или отрицателно заредени йони). И така, какво е йонна връзка и как се образува?

Обща характеристика на йонната химична връзка

Йоните са заредени частици, в които се превръщат атомите, когато даряват или приемат електрони. Те се привличат един към друг доста силно, поради тази причина веществата с този тип връзка имат високи точки на кипене и топене.

Ориз. 1. Йони.

Йонната връзка е химическа връзка между различни йони поради тяхното електростатично привличане. Може да се счита за граничен случай на ковалентна връзка, когато разликата между електроотрицателността на свързаните атоми е толкова голяма, че се получава пълно разделяне на зарядите.

Ориз. 2. Йонна химична връзка.

Обикновено се смята, че връзката придобива електронен характер, ако EC > 1.7.

Разликата в стойността на електроотрицателността е толкова по-голяма, колкото по-далеч са разположени елементите един от друг периодична системапо период. Тази връзка е характерна за металите и неметалите, особено тези, разположени в най-отдалечените групи, например I и VII.

Пример: готварска сол, натриев хлорид NaCl:

Ориз. 3. Схема на йонната химична връзка на натриевия хлорид.

Йонната връзка съществува в кристалите, има сила, дължина, но не е наситена и не е насочена. Йонната връзка е характерна само за сложни веществакато соли, алкали, някои метални оксиди. В газообразно състояние такива вещества съществуват под формата на йонни молекули.

Между типичните метали и неметали се образува йонна химична връзка. Електрони в без провалот метални към неметални, образувайки йони. В резултат на това се образува електростатично привличане, което се нарича йонна връзка.

Всъщност напълно йонна връзка не възниква. Така наречената йонна връзка е отчасти йонна, отчасти ковалентна. Връзката на сложните молекулни йони обаче може да се счита за йонна.

Примери за образуване на йонна връзка

Има няколко примера за образуване на йонна връзка:

• взаимодействие на калций и флуор

Ca 0 (атом) -2e \u003d Ca 2 + (йон)

За калция е по-лесно да отдаде два електрона, отколкото да получи липсващите.

F 0 (атом) + 1e \u003d F- (йон)

- Флуорът, напротив, по-лесно приема един електрон, отколкото да отдава седем електрона.

Нека намерим най-малкото общо кратно между зарядите на образуваните йони. То е равно на 2. Нека определим броя на флуорните атоми, които ще приемат два електрона от калциев атом: 2: 1 = 2. 4.

Нека съставим формула за йонна химична връзка:

Ca 0 +2F 0 → Ca 2 +F−2.

• взаимодействие на натрий и кислород

4.3. Общо получени оценки: 318.

.

Знаете, че атомите могат да се комбинират помежду си, за да образуват както прости, така и сложни вещества. В този случай се образуват различни видове химични връзки: йонни, ковалентни (неполярни и полярни), метални и водородни.Едно от най-съществените свойства на атомите на елементите, които определят какъв вид връзка се образува между тях - йонна или ковалентна, - е електроотрицателността, т.е. способността на атомите в едно съединение да привличат електрони към себе си.

условно количествено определянескала на електроотрицателност дава скала на относителна електроотрицателност.

По периоди се наблюдава обща тенденция за нарастване на електроотрицателността на елементите, а по групи – тяхното намаляване. Елементите на електроотрицателността са подредени в редица, въз основа на което е възможно да се сравни електроотрицателността на елементите в различни периоди.

Видът на химичната връзка зависи от това колко голяма е разликата в стойностите на електроотрицателността на свързващите атоми на елементите. Колкото повече атомите на елементите, образуващи връзката, се различават по електроотрицателност, толкова по-полярна е химичната връзка. Невъзможно е да се направи рязка граница между видовете химични връзки. В повечето съединения типът на химичната връзка е междинен; например силно полярна ковалентна химична връзка е близка до йонна връзка. В зависимост от това кой от ограничаващите случаи е по-близък по природа до химическата връзка, тя се означава като йонна или ковалентна полярна връзка.

Йонна връзка.

Йонната връзка се образува от взаимодействието на атоми, които рязко се различават един от друг по електроотрицателност.Например типичните метали литий (Li), натрий (Na), калий (K), калций (Ca), стронций (Sr), барий (Ba) образуват йонна връзка с типичните неметали, главно халогени.

В допълнение към халидите на алкални метали, йонни връзки се образуват и в съединения като основи и соли. Например в натриев хидроксид (NaOH) и натриев сулфат (Na 2 SO 4) йонни връзкисъществуват само между натриеви и кислородни атоми (останалите връзки са ковалентни полярни).

Ковалентна неполярна връзка.

Когато атомите взаимодействат със същата електроотрицателност, се образуват молекули с ковалентна неполярна връзка.Такава връзка съществува в молекулите на следните прости вещества: H 2 , F 2 , Cl 2 , O 2 , N 2 . Химичните връзки в тези газове се образуват чрез общи електронни двойки, т.е. когато съответните електронни облаци се припокриват, поради електронно-ядреното взаимодействие, което възниква, когато атомите се приближават един към друг.

При съставянето на електронните формули на веществата трябва да се помни, че всяка обща електронна двойка е условно изображение на повишена електронна плътност в резултат на припокриването на съответните електронни облаци.

ковалентна полярна връзка.

По време на взаимодействието на атоми, стойностите на електроотрицателността на които се различават, но не рязко, има изместване на общата електронна двойка към по-електроотрицателен атом.Това е най-често срещаният тип химична връзка, открита както в неорганични, така и в органични съединения.

Ковалентните връзки напълно включват онези връзки, които се образуват от донорно-акцепторния механизъм, например в хидрониеви и амониеви йони.

Метална връзка.

Връзката, която се образува в резултат на взаимодействието на относително свободни електрони с метални йони, се нарича метална връзка.Този тип връзка е типичен за прости вещества - метали.

Същността на процеса на образуване на метална връзка е следната: металните атоми лесно се отказват от валентни електрони и се превръщат в положително заредени йони. Относително свободни електрони, отделени от атома, се движат между положителните метални йони. Между тях възниква метална връзка, т.е. електроните като че ли циментират положителните йони на кристалната решетка на металите.

Водородна връзка.

Връзка, която се образува между водородните атоми на една молекула и атом на силно електроотрицателен елемент(О, Н, Ж) друга молекула се нарича водородна връзка.

Може да възникне въпросът: защо точно водородът образува такава специфична химична връзка?

Това се обяснява с атомен радиусмного малко водород. Освен това, когато един електрон е изместен или напълно отдаден, водородът придобива относително висок положителен заряд, поради което водородът на една молекула взаимодейства с атоми на електроотрицателни елементи, които имат частичен отрицателен заряд, който е част от други молекули (HF, H2O, NH3).

Нека да разгледаме някои примери. Обикновено изобразяваме състава на водата химична формула H 2 O. Това обаче не е съвсем точно. Би било по-правилно да се обозначи съставът на водата с формулата (H 2 O) n, където n \u003d 2.3.4 и т.н. Това се дължи на факта, че отделните водни молекули са свързани помежду си чрез водородни връзки.

Водородните връзки обикновено се означават с точки. Тя е много по-слаба от йонна или ковалентна връзка, но по-силна от обичайното междумолекулно взаимодействие.

Наличието на водородни връзки обяснява увеличаването на обема на водата с понижаване на температурата. Това се дължи на факта, че с понижаване на температурата молекулите стават по-здрави и следователно плътността на тяхната „опаковка“ намалява.

При учене органична химиявъзникна и следният въпрос: защо точките на кипене на алкохолите са много по-високи от тези на съответните въглеводороди? Това се обяснява с факта, че водородни връзки се образуват и между молекулите на алкохола.

Повишаване на точката на кипене на алкохолите също се получава поради разширяването на техните молекули.

Водородното свързване е характерно и за много други органични съединения(феноли, карбоксилни киселинии т.н.). От курсовете по органична химия и обща биология знаете, че наличието на водородна връзка обяснява вторичната структура на протеините, структурата на двойната спирала на ДНК, т.е. феноменът на комплементарност.

Химична връзка - връзка между атомите в молекула или молекулно съединение, произтичаща от прехвърлянето на електрони от един атом към друг или споделянето на електрони за двата атома.

Има няколко вида химични връзки: ковалентни, йонни, метални, водородни.

Ковалентна връзка (лат. co - заедно + valens - валиден)

Ковалентна връзка възниква между два атома чрез обменния механизъм (социализация на двойка електрони) или донорно-акцепторния механизъм (донорни електрони и свободна акцепторна орбитала).

Атомите в молекулите на прости вещества са свързани чрез ковалентна връзка (Cl 2, Br 2, O 2), органична материя(C 2 H 2), а също и в общия случай между атомите на един неметал и друг неметал (NH 3, H 2 O, HBr).

Ако атомите, образуващи ковалентна връзка, имат еднакви стойности на електроотрицателност, тогава връзката между тях се нарича ковалентна неполярна връзка. В такива молекули няма "полюс" - електронната плътност е разпределена равномерно. Примери: Cl 2 , O 2 , H 2 , N 2 , I 2 .

Ако атомите, образуващи ковалентна връзка, имат различни стойности на електроотрицателност, тогава връзката между тях се нарича ковалентна полярна. В такива молекули има "полюс" - електронната плътност се измества към по-електроотрицателен елемент. Примери: HCl, HBr, HI, NH3, H2O.

Ковалентната връзка може да се образува чрез обменен механизъм - социализация на електронна двойка. В този случай всеки атом е "равномерно" инвестиран в създаването на връзка. Например, два азотни атома, които образуват молекула N 2, дават по 3 електрона от външното ниво, за да създадат връзка.

Съществува донорно-акцепторен механизъм за образуване на ковалентна връзка, при който един атом действа като донор на несподелена електронна двойка. Друг атом не изразходва своите електрони, а само осигурява орбитала (клетка) за тази електронна двойка.

• NH 4 + - в амониевия йон
• NH 4 + Cl, NH 4 + Br - вътре в амониевия йон във всичките му соли
• NO 3 - - в нитратния йон
• KNO 3 , LiNO 3 - вътре в нитратния йон във всички нитрати
• O 3 - озон
• H 3 O + - хидрониев йон
• CO - въглероден окис
• K, Na 2 - във всички сложни соли има поне една ковалентна връзка, която е възникнала според донорно-акцепторния механизъм

Йонна връзка

Йонната връзка е един от видовете химическа връзка, която се основава на електростатично взаимодействие между противоположно заредени йони.

В най-честия случай се образува йонна връзка между типичен метал и типичен неметал. Примери:

NaF, CaCl2, MgF2, Li2S, BaO, RbI.

Голяма улика е таблицата за разтворимост, защото всички соли имат йонни връзки: CaSO 4 , Na 3 PO 4 . Дори амониевият йон не е изключение; йонни връзки се образуват между амониевия катион и различни аниони, например в съединения: NH 4 I, NH 4 NO 3, (NH 4) 2 SO 4.

Често в химията има няколко връзки в рамките на една молекула. Помислете, например, за амониев фосфат, обозначавайки типа на всяка връзка в тази молекула.

Металната връзка е вид химическа връзка, която държи металните атоми заедно. Този тип връзка се отделя отделно, тъй като разликата му е наличието на висока концентрация на проводими електрони в металите - "електронен газ". По природа металната връзка е близка до ковалентната.

„Облакът“ от електрони в металите може да се задвижи под различни въздействия. Това е причината за електрическата проводимост на металите.

Водородна връзка - вид химична връзка, образувана между някои молекули, съдържащи водород. Една от най-честите грешки е да се приеме, че има водородни връзки в самия газ, водород - това изобщо не е така.

Водородните връзки възникват между водороден атом и друг по-електроотрицателен атом (O, S, N, C).

Необходимо е да се осъзнае най-важният детайл: водородните връзки се образуват между молекулите, а не вътре. Те съществуват между молекулите:

• H2O
• Органични алкохоли: C 2 H 5 OH, C 3 H 7 OH
• органични киселини: CH3COOH, C2H5COOH

Отчасти поради водородните връзки, самото изключение, свързано с укрепването киселинни свойствав серията халогеноводородни киселини: HF → HCl → HBr → HI. Флуорът е най-EO елементът, той силно привлича към себе си водородния атом на друга молекула, което намалява способността на киселината да отделя водорода и намалява силата му.

© Беллевич Юрий Сергеевич 2018-2020

тази статиянаписана от Юрий Сергеевич Белевич и е негова интелектуална собственост. Копирането, разпространението (включително чрез копиране в други сайтове и ресурси в Интернет) или всяко друго използване на информация и обекти без предварителното съгласие на притежателя на авторските права е наказуемо от закона. За да получите материалите на статията и разрешение за използването им, моля, свържете се с