Химическая связь 2 (стр. 2 из 3)

Образование связывающей и разрыхляющей МО из исходной АО:

Согласно ММО образование химического соединения возможно только тогда, когда число электронов на связывающей МО больше числа электронов на разрыхляющих.

Полуразность числа электронов на связывающих и разрыхляющих орбиталях называется порядком связи.

- порядок связи (валентность)

Ковалентная связь характеризуется длиной, энергией, полярностью, поляризуемостью и имеет определённую направленность в пространстве.

С увеличением кратности связи, длина связи уменьшается:

− 0,154 нм

= 0,134 нм

≡ 0,12 нм

Энергия связи – энергия, которую надо затратить, чтобы разорвать химическую связь. Тоже количество энергии выделяется при образовании химической связи. С увеличением кратности связи, энергия увеличивается. Энергия p-связи меньше энергии s-связи.

Ковалентная связь может быть:

1. полярной (если атомы различаются по электроотрицательности, то электронная пара будет смещаться к атому с большей электроотрицательностью)

2. неполярной (между атомами 1-го типа, с одинаковой электроотрицательностью)

−

Мерой полярности служит дипольный момент:

, где

−заряд электрона,

−расстояние между центрами заряда.

С увеличением электроотрицательности одного из атомов полярность молекулы увеличивается.

Процесс смещения электронной пары к наиболее электроотрицательному атому называется поляризацией.

Поляризуемость – динамическая поляризация, способность молекулы изменять свою полярность под действием внешнего электрического поля. Поляризуемость уменьшается с уменьшением размера атома:

− > − > − > −

Координационная связь – (донорно-акцепторная) может рассматриваться, как результат наложения ионных и ковалентных связей

Координационная связь, как и ковалентная связь обладает определенной жесткостью, однако атомы, образующие эту связь несут на себе

как в ионной связи. При образовании координационной связи атомы приобретают заряды. Образование координационной связи происходит в результате обобщения пары электронов, принадлежащих только одному атому – донору, в то время как второй является акцептором, имеющим свободную орбиталь.

Классический пример образования иона аммония:

2P

2S↑ ↑ ↑

↓↑

2S²2Px¹2Py¹2Pz¹

Разновидностью донорно-акцепторной связи является семиполярная связь. Она образуется, как и донорно-акцепторная, но донор заряжён положительно «+», а акцептор отрицательно «−».

Металлическая связь

При обычных условиях металлы, за исключением ртути Hg, существуют в виде кристаллов. Взаимодействие, удерживающее атомы металлов в едином кристалле, называется металлической связью.

Природа металлической связи подобна ковалентной связи: оба типа связи основаны на обобществлении валентных электронов. Однако в атомах металлов количество таких электронов меньше количества вакантных орбиталей. Электроны слабо удерживаются ядром. Поэтому они могут переходить из одной орбитали в другую. Стремясь принять более устойчивое состояние, а это структура инертного газа, атомы металлов довольно легко отдают валентные электронные электроны, превращаясь в положительно заряжённые ионы. Внутри этой решётки находятся валентные электроны, которые не принадлежат конкретно какому-то атому. Благодаря малым размерам электроны более или менее свободно перемещаются по всему объёму кристаллической решётки, поэтому возникает большое число многоцентрированных орбиталей. Электроны на этих орбиталях обобщены сразу несколькими атомами.

Благодаря свободному перемещению электронов металлы обладают высокой электрической проводимостью и теплопроводностью.

По прочности металлическая связь меньше ковалентной связи в 3-4 раза. Металлическая связь не имеет определённой направленности в пространстве. Электроны сталкиваясь с ионами образуют нейтральные частицы, которые сразу теряют электроны:

. Электронные газы отражают световые лучи.

В результате движения внутри решётки электроны способны переносить тепловую энергию от нагретых участков к ненагретым, этим объясняется теплопроводность.

Если приложить нагрузку к металлу, происходит деформация без разрушения решётки, металлам характерна ковкость, пластичность.

Водородная связь – одна из разновидностей межмолекулярного взаимодействия

Когда очень электроотрицательный атом (

, , ) связан с атомом , последний в результате смещения электронной пары ковалентной связи к наиболее электроотрицательному атому становится настолько электроно-дефицитным, что начинает проявлять остаточное сродство к электрону и поэтому он способен образовывать донорную связь:

Различают водородную связь: межмолекулярную и внутримолекулярную.

Энергия водородной связи на 1, 2 порядка меньше энергии ковалентной связи.

Межмолекулярное взаимодействие

Взаимодействие между молекулами без образования химической связи – это электростатическое взаимодействие (силы Ван-дер-Ваальса). Они обуславливают притяжение молекул и агрегацию вещества, превращение газов в жидкое состояние и далее в твёрдое.