Ионная связь
Ионная связь – это электростатическое притяжение между ионами, образованными путем практически полного смещения электронной пары к одному из них. Эта связь образуется, если разность электроотрицательностей атомов велика (больше 1,7 по шкале Полинга).
Электроотрицательность характеризует способность атомов притягивать к себе валентные электроны. Значения электроотрицательностей атомов элементов также подчиняются периодическому закону.
Шкала Полинга – это шкала относительных атомных электроотрицательностей, т.е. значения электро-отрицательностей элементов приведены по отношению к электроотрицательности фтора, которая принята равной 4,0.
Большинство бинарных соединений, содержащих атомы металлов, являются ионными или гетерополярными. Типичный пример ионной связи – образование хлорида натрия NaCl:
Na – e>– = Na>+
Cl + e>– = Cl>-
Как видно из электронных формул атомов натрия (>11Na 1s>22s>22p>63s>1) и хлора (>17Cl 1s>22s>22p>63s>23p>5) – это атомы с незавершенными внешними электронными уровнями. Для завершения внешнего уровня атому натрия легче отдать 1 электрон, чем присоединить 7. Атому хлора легче присоединить 1 электрон, чем отдать 7. В результате образуются два иона Na>+ и Cl>-, между которыми возникают силы электростатического притяжения, после чего образуется соединение NaCl.
Ионные соединения при обычных условиях – твердые вещества. Они имеют высокую температуру кипения и плавления. В расплавленном состоянии обладают электропроводностью, в воде диссоциируют на ионы.
Ковалентная связь
Химическая связь, осуществляемая электронными парами, называется атомной или ковалентной.
Ковалентная связь возникает преимущественно между атомами различных неметаллов и одинаковыми атомами.
Ковалентно построенные соединения могут быть как простые (H>2, O>2, Ne, галогены – F>2, Cl>2, Br>2,), так и сложные (HCL, CO>2, CH>4).
Электроны, которые в виде общей пары связывают атомы друг с другом в молекуле, называются спаренными электронами.
Пример:
Cl>2 → Cl ⁚ Cl
Различают следующие разновидности ковалентной связи: неполярную, полярную и донорно-акцепторную.
В случае неполярной ковалентной связи электронная пара одинаково принадлежит обоим соединяющимся атомам (простые вещества H>2, O>2, N>2, F>2, Cl>2) – электроотрицательность у атомов этих молекул одинакова
H>2 → H ⁚ H;
N>2 → ⁚N ⁚⁚⁚ N⁚
Составляя электронные формулы веществ, следует помнить, что каждая общая электронная пара – это условное изображение повышенной электронной плотности, возникающей в результате перекрывания соответствующих электронных облаков атомов.
Эти вещества имеют низкую температуру плавления и кипения, при обычных условиях эти вещества газообразные и легколетучие (С1>2 – газ, температура кипения – 34°C, плавления – 101 °C).
В случае полярной ковалентной связи электронная пара смещена к более электроотрицательному атому.
Пример типичной полярной связи – молекула хлористого водорода:
Н· + ·С1→ Н⁚С1
Молекулы с несимметрическим распределением электронов называются полярными. Это наиболее распространенный тип химической связи, который встречается как в неорганических, так и в органических соединениях (HCl, HBr, NH>3, H>2S, CH>4 и др.).
Донорно-акцепторная связь – это вид ковалентной связи, которая осуществляется за счет пары электронов, принадлежащих одному из соединяющихся атомов. Атом, который отдает свою пару электронов для образования связи, называется донором; атом, который использует эту пару электронов, называется акцептором.
NH>3 + H>+ = NH>4>+
В данном соединении азот, имеющий свободную электронную пару, является донором, а ион водорода – акцептором, при этом заряд иона водорода становится общим (он рассредоточен между всеми атомами), а неподеленная пара электронов, принадлежащая азоту, становится общей с водородом.