Ковалентна химична връзка. Видове химична връзка: ковалентна връзка. Ковалентна връзка - полярна и неполярна, механизми на образуване Как се образува химичната връзка

BC Leon е водещ онлайн букмейкър на пазара на хазартни игри. Фирмата обръща специално внимание на непрекъснатата работа на услугата. Функционалността на портала също непрекъснато се подобрява. За удобство на потребителите е създадено огледалото Leon.

Отидете до огледалото

Какво е огледало Леон.

За да получите достъп до официалния портал на БК Леон, трябва да използвате огледалото. Работното огледало предоставя на потребителя много предимства като:

  • разнообразна гама от спортни събития, които имат високи коефициенти;
  • предоставяйки възможност за игра в режим на живо, гледането на мачове ще бъде интересно изживяване;
  • подробен материал за проведените състезания;
  • удобен интерфейс, който дори неопитен потребител може бързо да разбере.

Работното огледало е копие на официалния портал. Има идентична функционалност и синхронна база данни. Поради това информацията за вашия акаунт не се променя. Разработчиците са предоставили възможност за блокиране на работещото огледало, в такива случаи е предвидено нещо друго. Тези точни копия се изпращат и контролират от служители на BC Leon. Ако използвате работещо огледало, можете да получите достъп до официалния портал на БК Леон.

Потребителят няма да има затруднения при намирането на огледало, тъй като техният списък подлежи на актуализиране. При затворен достъп посетителят на сайта е длъжен да инсталира приложението за мобилен телефон Leon на компютъра. Също така трябва да промените своя IP адрес в друга държава, като използвате VPN. За да промените местоположението на потребителя или доставчика, трябва да използвате ТОП браузъра.

Разработчиците са предоставили различни възможности за използване на огледалото. За да направите това, от дясната страна на сайта има надпис „Достъп до сайта“; зеленият бутон „Заобикаляне на блокирането“ позволява на играча да отиде в подменюто и да добави универсален маркер към браузъра.

Удобство за потребителя осигурява и мобилното приложение. Ако трябва да разберете за новия адрес на огледалото на портала, можете да се обадите на безплатния номер. Каналът @leonbets_official в Telegram ви позволява достъп до огледалото. Приложението Leonacsess за Windows ви позволява винаги да имате достъп до сайта. Тези методи позволяват на играча да получи достъп до работещо огледало.

Защо основният уебсайт на Leon беше блокиран?

Това се дължи на действията на службата Роскомнадзор. Това се дължи на липсата на лиценз за извършване на букмейкърска дейност. Blue Leon не е получил лиценз, така че играчът да не плаща 13% върху печалбите.

Как да се регистрирам в огледалото на Leonbets

Регистрирането на този сайт е много по-лесно, отколкото официално. Не е необходимо потребителят да се регистрира на два портала, което отнема до два дни. Ако дадете предпочитание на работещо огледало, тогава тази процедура ще бъде възможно най-проста.

За да направите това, потребителят ще трябва само да попълни информация относно трите имена и контакти. Също така трябва да вземете решение за валутата, да посочите датата си на раждане и домашния си адрес. Необходимо е също да се абонирате за бюлетина. Това ще ви позволи бързо да получавате информация от букмейкърите. Регистриран потребител получава възможност за достъп до личния си акаунт, което му позволява да прави залагания на мачове и събития. Ако възникнат затруднения, можете да се свържете с техническата поддръжка.

Атомите на повечето елементи не съществуват отделно, тъй като те могат да взаимодействат един с друг. Това взаимодействие произвежда по-сложни частици.

Природата 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 химични връзки могат да бъдат представени в следната таблица:

Характеристики на йонното свързване

Химическа реакция, която възниква поради йонно привличанес различни заряди се нарича йонна. Това се случва, ако атомите, които са свързани, имат значителна разлика в електроотрицателността (тоест способността да привличат електрони) и електронната двойка отива към по-електроотрицателния елемент. Резултатът от това прехвърляне на електрони от един атом към друг е образуването на заредени частици - йони. Между тях възниква привличане.

Те имат най-ниските индекси на електроотрицателност типични метали, а най-големите са типичните неметали. По този начин йоните се образуват от взаимодействието между типичните метали и типичните неметали.

Металните атоми се превръщат в положително заредени йони (катиони), дарявайки електрони на техните 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 ненасищаема, тъй като електростатичното взаимодействие се осъществява във всички посоки; съответно йонът може да привлича йони с противоположен знак във всички посоки.

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

Примери за образование

Образуването на връзка в натриев хлорид (nacl) се дължи на прехвърлянето на електрон от Na атома към Cl атома, за да се образуват съответните йони:

Na 0 - 1 e = Na + (катион)

Cl 0 + 1 e = Cl - (анион)

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

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

Ba 0 - 2 e = Ba 2+

S 0 + 2 e = 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 откъсване се образуват метални йони и свободни електрони. Тези електрони се наричат ​​"електронен газ". Електроните се движат свободно в целия обем на метала и постоянно са свързани и отделени от атомите.

Структурата на металното вещество е следната: кристалната решетка е скелетът на веществото и между нейните възли електроните могат да се движат свободно.

Могат да се дадат следните примери:

Mg - 2е<->Mg 2+

Cs-e<->Cs+

Ca - 2е<->Ca2+

Fe-3e<->Fe 3+

Ковалентни: полярни и неполярни

Най-често срещаният тип химично взаимодействие е ковалентната връзка. Стойностите на електроотрицателността на елементите, които взаимодействат, не се различават рязко, следователно се получава само изместване на общата електронна двойка към по-електроотрицателен атом.

Ковалентните взаимодействия могат да се образуват чрез обменен механизъм или донорно-акцепторен механизъм.

Обменният механизъм се осъществява, ако всеки от атомите има несдвоени електрони на 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 споделя и взаимодейства според механизма донор-акцептор.

Ковалентните се делят по кратност на:

  • прости или единични;
  • двойно;
  • тройки.

Двойните осигуряват споделянето на две двойки електрони наведнъж, а тройните - три.

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

  • неполярен;
  • полярен.

Неполярната връзка се образува от еднакви 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 е привлечена от нито един атом, а принадлежи еднакво и на двата.

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

Свойства и характеристики на ковалентността

Основни 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.
  • Насочеността е свойството за образуване на връзки, ориентирани в пространството и, съответно, молекули с 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 прекъсване на връзката, определя нейната сила.

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

H· + ·H → H-H молекулата има единична неполярна връзка,

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

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

Примери за ковалентни връзки на химични елементи включват молекули на въглероден диоксид (CO2) и въглероден оксид (CO), сероводород (H2S), 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. Кислородът има два несдвоени електрона във външната си обвивка, докато въглеродът може да осигури четири валентни електрона, за да образува взаимодействието. 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 метални вещества образуват метална връзка, металите с неметали образуват йонна връзка, простите неметални вещества образуват ковалентна неполярна връзка, а молекулите, състоящи се от различни неметали, се образуват чрез полярна ковалентна връзка.

Химичното свързване е явление на взаимодействие на атоми, причинено от припокриването на електронни облаци от свързващи частици, което е придружено от намаляване на общата енергия на системата.

Когато се образува ковалентна химична връзка, обменното взаимодействие играе важна роля за намаляване на общата енергия.

Основният принцип на образуване на молекули от атоми е желанието за минимална енергия и максимална стабилност (пример: H (g) + H (g) = H 2 (g) + 435 kJ/mol енергия).

Видове химични връзки:

1. Ковалентна връзка- свързване на атоми поради социализацията на електронна двойка с антипаралелни спинове. Между неметалите възниква ковалентна неполярна връзка, разликата в електроотрицателността между тях е малка: 03; E.O.(P)=2.1; E.O.(H)=2.2; D E.O.=0,1). Съответно възниква ковалентна полярна връзка между елементи с висока електроотрицателност: 0,4

2. Йонна връзкае връзка между йони, тоест връзка между атоми. Причинява се от електростатичното взаимодействие на противоположно заредени йони. Разглежда се като отделен случай на ковалентна полярна връзка. За йонна връзка D E.O.>2 (пример: NaCl E.O.(Na)=0.9; E.O.(Cl)=3.1; D E.O.=2.2).

3. Водородна връзка- връзка, причинена от положително поляризиран водород в молекула и електроотрицателен атом на друга или същата молекула.

4. Метална връзка- връзка, причинена от електростатичното взаимодействие между социализирани делокализирани валентни електрони и положително заредени катиони в местата на кристалната решетка.

Основни характеристики на ковалентната връзка:

1. Енергия на химичната връзка(E xc) - определя силата на връзката. Тази енергия е необходима за превръщането на един мол от газообразно (молекулно) вещество в отделни газообразни атоми. Енергията на ковалентната връзка е от порядъка на 10-1000 kJ/mol.

2. Дължина на химичната връзка(L xc) е разстоянието между ядрата на химически свързаните атоми. Колкото по-къса е дължината на химическата връзка, толкова по-силна е връзката. Дължината на химичната връзка е от порядъка на 0,1-0,3 nm.

3. Полярност на химична връзка- неравномерно разпределение на електронната плътност между атомите в молекулата поради различната електроотрицателност. В неполярните молекули центровете на тежестта на положителните и отрицателните заряди съвпадат. Полярните молекули са диполи.

4. Поляризираемост- способността на електронната плътност става полярна в резултат на действието на външно електрическо поле върху молекулата - по-специално полето на други молекули, които реагират.

5. Фокус- специфична посока на химическо свързване, която възниква в резултат на припокриващи се електронни облаци. Насочеността се определя от структурата на молекулата.


Механизмът на възникване на ковалентни връзки:

1. Обмен - механизмът за образуване на ковалентна връзка чрез споделяне на несдвоени електрони на други атоми.

2. Донор-акцептор - механизъм за образуване на ковалентна връзка, при който един атом с несподелена електронна двойка (донор) предоставя своята свободна орбитала на друг атом (акцептор).

Междумолекулните взаимодействия включват: ориентационни – дипол-дипол; индукционни – диполно-недиполни и дисперсионни – дължащи се на микродиполи.

.

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 - Това е електроотрицателност, т.е. способността на атомите в едно съединение да привличат електрони.

Условна количествена оценка на електроотрицателността се дава от скалата на относителната електроотрицателност.

По периоди има обща тенденция електроотрицателността на елементите да нараства, а по групи - да намалява. Елементите са подредени в редица според тяхната електроотрицателност, на базата на която може да се сравни електроотрицателността на елементите, разположени в различни периоди.

Видът на химическата 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 химическата 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 химичната връзка е по-тясна по природа, тя се класифицира 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 йонни връзки 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 връзки съществуват само между натриеви и кислородни атоми (останалите връзки са полярни ковалентни).

Ковалентна неполярна връзка.

При взаимодействие на атоми с еднаква 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 споделени 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 електронни 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.

Когато атомите взаимодействат, стойностите на електроотрицателността на които се различават, но не рязко, общата електронна двойка се измества към по-електроотрицателен атом.Това е най-разпространеният тип химична връзка, открита както в неорганични, така и в органични съединения.

Ковалентните връзки също така напълно включват онези връзки, които се образуват от донорно-акцепторен 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 характерен 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, така да се каже, 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(O,N,F) друга молекула се нарича водородна връзка.

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

Това се обяснява с факта, че атомният радиус на водорода е много малък. Освен това, когато измества или напълно отдава своя единствен електрон, водородът придобива относително висок положителен заряд, поради което водородът на една молекула взаимодейства с атоми на електроотрицателни елементи, които имат частичен отрицателен заряд, който влиза в състава на други молекули (HF , H2O, NH3).

Нека да разгледаме някои примери. Обикновено представяме състава на водата с химическата 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 = 2,3,4 и т.н. Това се обяснява с факта, че отделните водни молекули са свързани една с друга чрез водородни връзки .

Водородните връзки обикновено се означават с точки. Той е много по-слаб от йонните или ковалентните връзки, но по-силен от обикновените междумолекулни взаимодействия.

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 изучаването на органичната химия възникна следният въпрос: защо точките на кипене на алкохолите са много по-високи от 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.

Водородната връзка е характерна и за много други органични съединения (феноли, карбоксилни киселини и др.). 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.

Теми на кодификатора на Единния държавен изпит: Ковалентна химическа връзка, нейните разновидности и механизми на образуване. Характеристики на ковалентните връзки (полярност и енергия на връзката). Йонна връзка. Метална връзка. Водородна връзка

Вътремолекулни химични връзки

Първо, нека да разгледаме връзките, които възникват между частиците в молекулите. Такива връзки се наричат вътрешномолекулен.

Химическа връзка между атомите на химичните елементи има електростатичен характер и се образува поради взаимодействие на външни (валентни) електрони, в повече или по-малка степен задържани от положително заредени ядрасвързани атоми.

Ключовата концепция тук е ЕЛЕКТРООТРИЦАТЕЛНОСТ. Именно това определя вида на химичната връзка между атомите и свойствата на тази връзка.

е способността на атома да привлича (задържа) външен(валентност) електрони. Електроотрицателността се определя от степента на привличане на външните електрони към ядрото и зависи главно от радиуса на атома и заряда на ядрото.

Електроотрицателността е трудно да се определи недвусмислено. Л. Полинг състави таблица на относителната електроотрицателност (въз основа на енергиите на връзката на двуатомните молекули). Най-електроотрицателният елемент е флуорсъс смисъл 4 .

Важно е да се отбележи, че в различни източници можете да намерите различни скали и таблици на стойностите на електроотрицателността. Това не трябва да се тревожи, тъй като образуването на химична връзка играе роля атоми и е приблизително еднакъв във всяка система.

Ако един от атомите в химическата връзка A:B привлича по-силно електрони, тогава електронната двойка се придвижва към него. Колкото повече разлика в електроотрицателносттаатоми, толкова повече се измества електронната двойка.

Ако електроотрицателностите на взаимодействащите атоми са равни или приблизително равни: EO(A)≈EO(B), тогава общата електронна двойка не се измества към нито един от атомите: А: Б. Тази връзка се нарича ковалентен неполярен.

Ако електроотрицателностите на взаимодействащите атоми се различават, но не много (разликата в електроотрицателността е приблизително от 0,4 до 2: 0,4<ΔЭО<2 ), тогава електронната двойка се измества към един от атомите. Тази връзка се нарича ковалентен полярен .

Ако електроотрицателностите на взаимодействащите атоми се различават значително (разликата в електроотрицателността е по-голяма от 2: ΔEO>2), тогава един от електроните почти изцяло се прехвърля към друг атом с образуването йони. Тази връзка се нарича йонни.

Основни видове химични връзки − ковалентен, йонниИ металкомуникации. Нека ги разгледаме по-отблизо.

Ковалентна химична връзка

Ковалентна връзка това е химическа връзка , образувано поради образуване на обща електронна двойка A:B . Освен това два атома припокриванеатомни орбитали. Ковалентната връзка се образува от взаимодействието на атоми с малка разлика в електроотрицателността (обикновено между два неметала) или атоми на един елемент.

Основни свойства на ковалентните връзки

  • фокус,
  • наситеност,
  • полярност,
  • поляризуемост.

Тези свързващи свойства влияят върху химичните и физичните свойства на веществата.

Комуникационна посока характеризира химичния строеж и формата на веществата. Ъглите между две връзки се наричат ​​ъгли на връзката. Например в молекулата на водата ъгълът на връзката H-O-H е 104,45 o, следователно молекулата на водата е полярна, а в молекулата на метана ъгълът на връзката H-C-H е 108 o 28′.

Насищаемост е способността на атомите да образуват ограничен брой ковалентни химични връзки. Броят на връзките, които един атом може да образува, се нарича.

Полярностсвързването възниква поради неравномерното разпределение на електронната плътност между два атома с различна електроотрицателност. Ковалентните връзки се делят на полярни и неполярни.

Поляризираемост връзките са способността на електроните на връзката да се изместват под въздействието на външно електрическо поле(по-специално електрическото поле на друга частица). Поляризуемостта зависи от подвижността на електроните. Колкото по-далеч е електронът от ядрото, толкова по-подвижен е той и съответно молекулата е по-поляризирана.

Ковалентна неполярна химична връзка

Има 2 вида ковалентно свързване – ПОЛЯРЕНИ НЕПОЛЯРЕН .

Пример . Нека разгледаме структурата на водородната молекула H2. Всеки водороден атом на своето външно енергийно ниво носи 1 несдвоен електрон. За да покажем атом, използваме структурата на Луис - това е диаграма на структурата на външното енергийно ниво на атом, когато електроните са обозначени с точки. Моделите на точковата структура на Луис са много полезни при работа с елементи от втория период.

з. + . H = H:H

Така молекулата на водорода има една споделена електронна двойка и една H–H химична връзка. Тази електронна двойка не се измества към нито един от водородните атоми, защото Водородните атоми имат същата електроотрицателност. Тази връзка се нарича ковалентен неполярен .

Ковалентна неполярна (симетрична) връзка е ковалентна връзка, образувана от атоми с еднаква електроотрицателност (обикновено едни и същи неметали) и следователно с равномерно разпределение на електронната плътност между ядрата на атомите.

Диполният момент на неполярните връзки е 0.

Примери: H 2 (H-H), O 2 (O=O), S 8.

Ковалентна полярна химична връзка

Ковалентна полярна връзка е ковалентна връзка, която възниква между атоми с различна електроотрицателност (обикновено, различни неметали) и се характеризира денивелациясподелена електронна двойка към по-електроотрицателен атом (поляризация).

Електронната плътност се измества към по-електроотрицателния атом - следователно върху него се появява частичен отрицателен заряд (δ-), а върху по-малко електроотрицателния атом се появява частичен положителен заряд (δ+, делта +).

Колкото по-голяма е разликата в електроотрицателността на атомите, толкова по-висока е полярноствръзки и др диполен момент . Между съседни молекули и заряди с противоположен знак действат допълнителни сили на привличане, които нарастват силакомуникации.

Полярността на връзката влияе върху физичните и химичните свойства на съединенията. Реакционните механизми и дори реактивността на съседните връзки зависят от полярността на връзката. Полярността на връзката често определя полярност на молекулатаи по този начин пряко засяга такива физични свойства като точка на кипене и точка на топене, разтворимост в полярни разтворители.

Примери: HCl, CO2, NH3.

Механизми на образуване на ковалентна връзка

Ковалентните химични връзки могат да възникнат по 2 механизма:

1. Обменен механизъм образуването на ковалентна химична връзка е, когато всяка частица осигурява един несдвоен електрон за образуване на обща електронна двойка:

А . + . B= A:B

2. Образуването на ковалентна връзка е механизъм, при който една от частиците осигурява несподелена двойка електрони, а другата частица осигурява свободна орбитала за тази електронна двойка:

A: + B= A:B

В този случай един от атомите осигурява несподелена двойка електрони ( донор), а другият атом осигурява свободна орбитала за тази двойка ( акцептор). В резултат на образуването на двете връзки енергията на електроните намалява, т.е. това е полезно за атомите.

Ковалентна връзка, образувана от донорно-акцепторен механизъм не е различнов свойства от други ковалентни връзки, образувани от обменния механизъм. Образуването на ковалентна връзка по донорно-акцепторния механизъм е типично за атоми или с голям брой електрони на външно енергийно ниво (донори на електрони), или, обратно, с много малък брой електрони (акцептори на електрони). Валентните способности на атомите са разгледани по-подробно в съответния раздел.

Ковалентната връзка се образува чрез донорно-акцепторен механизъм:

- в молекула въглероден окис CO(връзката в молекулата е тройна, 2 връзки се образуват по обменния механизъм, една по донорно-акцепторния): C≡O;

- В амониев йон NH 4 +, в йони органични амининапример в метиламониевия йон CH3-NH2+;

- В комплексни съединенияхимическа връзка между централния атом и лигандни групи, например в натриев тетрахидроксоалуминат Na връзка между алуминий и хидроксидни йони;

- В азотна киселина и нейните соли- нитрати: HNO 3, NaNO 3, в някои други азотни съединения;

- в молекула озон O3.

Основни характеристики на ковалентните връзки

Ковалентните връзки обикновено се образуват между неметални атоми. Основните характеристики на ковалентната връзка са дължина, енергия, множество и насоченост.

Множество химична връзка

Множество химична връзка - Това брой споделени електронни двойки между два атома в съединение. Множеството на връзката може да се определи доста лесно от стойностите на атомите, които образуват молекулата.

Например , в молекулата на водорода H 2 множествеността на връзката е 1, т.к Всеки водород има само 1 несдвоен електрон на своето външно енергийно ниво, следователно се образува една споделена електронна двойка.

В молекулата на кислорода O2 множествеността на връзката е 2, т.к Всеки атом на външно енергийно ниво има 2 несдвоени електрона: O=O.

В молекулата на азота N2 множествеността на връзката е 3, т.к между всеки атом има 3 несдвоени електрона на външно енергийно ниво и атомите образуват 3 общи електронни двойки N≡N.

Дължина на ковалентната връзка

Дължина на химичната връзка е разстоянието между центровете на ядрата на атомите, образуващи връзката. Определя се с експериментални физични методи. Дължината на връзката може да се оцени приблизително с помощта на правилото за адитивност, според което дължината на връзката в молекулата AB е приблизително равна на половината от сумата от дължините на връзката в молекулите A 2 и B 2:

Дължината на химическата връзка може да бъде грубо оценена по атомни радиусиобразуване на връзка, или чрез комуникационна множественост, ако радиусите на атомите не са много различни.

Тъй като радиусите на атомите, образуващи връзка, се увеличават, дължината на връзката ще се увеличава.

Например

Тъй като множеството връзки между атомите се увеличава (чиито атомни радиуси не се различават или се различават леко), дължината на връзката ще намалее.

Например . В сериите: C–C, C=C, C≡C дължината на връзката намалява.

Комуникационна енергия

Мярка за силата на химическата връзка е енергията на връзката. Комуникационна енергия се определя от енергията, необходима за разкъсване на връзка и отстраняване на атомите, образуващи тази връзка на безкрайно голямо разстояние един от друг.

Ковалентната връзка е много издръжлив.Енергията му варира от няколко десетки до няколкостотин kJ/mol. Колкото по-висока е енергията на връзката, толкова по-голяма е силата на връзката и обратно.

Силата на химическата връзка зависи от дължината на връзката, полярността на връзката и множествеността на връзката. Колкото по-дълга е химичната връзка, толкова по-лесно се разрушава и колкото по-ниска е енергията на връзката, толкова по-малка е нейната сила. Колкото по-къса е химичната връзка, толкова по-силна е тя и толкова по-голяма е енергията на връзката.

Например, в поредицата от съединения HF, HCl, HBr отляво надясно, силата на химичната връзка намалява, защото Дължината на връзката се увеличава.

Йонна химична връзка

Йонна връзка е химическа връзка, основана на електростатично привличане на йони.

йонисе образуват в процеса на приемане или отдаване на електрони от атомите. Например, атомите на всички метали слабо задържат електрони от външното енергийно ниво. Следователно металните атоми се характеризират с възстановителни свойства- способност да отдава електрони.

Пример. Натриевият атом съдържа 1 електрон на енергийно ниво 3. Като лесно го предава, натриевият атом образува много по-стабилния Na + йон с електронната конфигурация на благородния газ неон Ne. Натриевият йон съдържа 11 протона и само 10 електрона, така че общият заряд на йона е -10+11 = +1:

+11Na) 2 ) 8 ) 1 - 1e = +11 Na +) 2 ) 8

Пример. Атомът на хлора във външното си енергийно ниво съдържа 7 електрона. За да придобие конфигурацията на стабилен инертен аргонов атом Ar, хлорът трябва да спечели 1 електрон. След добавяне на електрон се образува стабилен хлорен йон, състоящ се от електрони. Общият заряд на йона е -1:

+17кл) 2 ) 8 ) 7 + 1e = +17 кл) 2 ) 8 ) 8

Забележка:

  • Свойствата на йоните са различни от свойствата на атомите!
  • Стабилни йони могат да образуват не само атоми, но също групи от атоми. Например: амониев йон NH 4 +, сулфатен йон SO 4 2- и др. Химичните връзки, образувани от такива йони, също се считат за йонни;
  • Йонните връзки обикновено се образуват помежду си металиИ неметали(групи неметали);

Получените йони се привличат поради електрическо привличане: Na + Cl -, Na 2 + SO 4 2-.

Нека визуално обобщим разлика между ковалентни и йонни видове връзки:

Метална химична връзка

Метална връзка е връзка, която се формира относително свободни електронимежду метални йони, образувайки кристална решетка.

Металните атоми обикновено се намират на външно енергийно ниво един до три електрона. Радиусите на металните атоми като правило са големи - следователно металните атоми, за разлика от неметалите, доста лесно се отказват от външните си електрони, т.е. са силни редуциращи агенти

Междумолекулни взаимодействия

Отделно си струва да се разгледат взаимодействията, които възникват между отделните молекули в дадено вещество - междумолекулни взаимодействия . Междумолекулните взаимодействия са вид взаимодействие между неутрални атоми, при което не се появяват нови ковалентни връзки. Силите на взаимодействие между молекулите са открити от Ван дер Ваалс през 1869 г. и са кръстени на него Силите на Ван Дар Ваалс. Силите на Ван дер Ваалс се делят на ориентация, индукция И разпръскващ . Енергията на междумолекулните взаимодействия е много по-малка от енергията на химичните връзки.

Ориентационни сили на привличане възникват между полярни молекули (дипол-диполно взаимодействие). Тези сили възникват между полярните молекули. Индуктивни взаимодействия е взаимодействието между полярна молекула и неполярна. Неполярната молекула е поляризирана поради действието на полярна, което генерира допълнително електростатично привличане.

Специален вид междумолекулно взаимодействие са водородните връзки. - това са междумолекулни (или вътрешномолекулни) химични връзки, които възникват между молекули, които имат силно полярни ковалентни връзки - H-F, H-O или H-N. Ако има такива връзки в една молекула, тогава между молекулите ще има допълнителни притегателни сили .

Образователен механизъм водородната връзка е отчасти електростатична и отчасти донорно-акцепторна. В този случай донорът на електронната двойка е атом на силно електроотрицателен елемент (F, O, N), а акцепторът е водородните атоми, свързани с тези атоми. Водородните връзки се характеризират с фокус в космоса и насищане .

Водородните връзки могат да бъдат обозначени с точки: H ··· O. Колкото по-голяма е електроотрицателността на атома, свързан с водорода, и колкото по-малък е неговият размер, толкова по-силна е водородната връзка. Характерно е преди всичко за връзките флуор с водород , както и към кислород и водород , по-малко азот с водород .

Водородните връзки възникват между следните вещества:

флуороводород HF(газ, разтвор на флуороводород във вода - флуороводородна киселина), вода H2O (пара, лед, течна вода):

разтвор на амоняк и органични амини- между амоняк и водни молекули;

органични съединения, в които O-H или N-H връзки: алкохоли, карбоксилни киселини, амини, аминокиселини, феноли, анилин и неговите производни, протеини, разтвори на въглехидрати - монозахариди и дизахариди.

Водородната връзка влияе върху физичните и химичните свойства на веществата. По този начин допълнителното привличане между молекулите затруднява кипенето на веществата. Веществата с водородни връзки показват необичайно повишаване на точката на кипене.

Например Като правило, с увеличаване на молекулното тегло се наблюдава повишаване на точката на кипене на веществата. Въпреки това, в редица вещества H 2 O-H 2 S-H 2 Se-H 2 Teне наблюдаваме линейна промяна в точките на кипене.

А именно при точката на кипене на водата е необичайно висока - не по-малко от -61 o C, както ни показва правата линия, но много повече, +100 o C. Тази аномалия се обяснява с наличието на водородни връзки между водните молекули. Следователно при нормални условия (0-20 o C) водата е течностпо фазово състояние.