Ковалентная связь возникает преимущественно между атомами различных неметаллов и одинаковыми атомами.
Ковалентно построенные соединения могут быть как простые (H
, O
, Ne, галогены – F
, Cl
, Br
,), так и сложные (HCL, CO
, CH
).
Электроны, которые в виде общей пары связывают атомы друг с другом в молекуле, называются спаренными электронами.
Пример:
Cl
? 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
, O
, N
, F
, Cl
) – электроотрицательность у атомов этих молекул одинакова
H
? H ? H;
N
? ?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
– 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
, H
S, CH
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
+ H
= NH
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.
Следует заметить, что это не особый вид связи, а лишь иной механизм образования ковалентной связи.
Металлическая связь
Связь, которая образуется в результате взаимодействия относительно свободных электронов с ионами металлов, называется металлической связью.
Атомы металлов в наружном электронном слое имеют мало валентных электронов по сравнению с общим числом внешних энергетически близких орбиталей, а валентные электроны из-за небольшой энергии ионизации слабо удерживаются в атоме. Электроны в металлах свободно перемещаются из одной орбитали в другую, осуществляя связь между всеми атомами металла, и принадлежат всем его атомам.
Химическая связь в металлических кристаллах сильно делокализована, т.е. электроны, осуществляющие связь, обобществлены («электронный газ») и перемещаются по всему куску металла, в целом электронейтрального.
Металлическая связь обусловливает высокую температуру плавления и кипения, тепло- и электропроводность, пластичность, способность отражению света и др.
Водородная связь
Водородная связь – это разновидность межмолекулярного и внутримолекулярного взаимодействия. Она осуществляется между поляризованными атомами водорода и отрицательно поляризованным атомом другой молекулы. Примерами существования межмолекулярной водородной связи являются ассоциированные молекулы воды, фтористого водорода, спиртов, карбоновых кислот.
Внутримолекулярная связь возникает в молекулах органических веществ – белков, углеводов и др.
Межмолекулярная водородная связь приводит к ассоциации молекул одного или разных соединений. В молекуле воды связь Н…О имеет полярный характер, причем на атоме водорода имеется избыточный положительный заряд, а на атоме кислорода – отрицательный. Это способствует взаимодействию атома водорода одной молекулы воды и атома кислорода другой молекулы, что и приводит к возникновению водородной связи между молекулами.
Водородная связь оказывает влияние на свойства многих веществ. Так, благодаря водородной связи, фтороводород в обычных условиях существует в жидком состоянии. Наличием водородных связей объясняется более высокая температура кипения воды по сравнению с водородными соединениями элементов подгруппы кислорода (H
