Билет 17

1. Основные типы химической связи: ковалентная, ионная, металлическая. Многоцентровая, σ и π-связи

Химическая связь – явление взаимодействия атомов, обусловленное перекрытием электронных облаков связывающих частиц, которое сопровождается уменьшением полной энергии системы. В зависимости от характера распределения электронной плотности в веществе различают три основных типа химической связи: ковалентную, ионную и металлическую. Ковалентная связь осуществляется электронной парой, находящейся в общем владении двух атомов, образующих химическую связь. Ковалентную связь между одинаковыми атомами (N₂, Н₂ например) также называют атомной или гомеополярной. Молекулы или соединения, образованные на основе этих связей, называются неполярными или гомеополрными. Их электрический момент диполя равен 0. К.с. возникает и при химвзаимодействии атомов разл хим элементов. Тогда обобществлённая электронная пара (или электронные пары) несколько смещается в сторону более электроотрицательного партнёра. Несмтря на такое смещение, электронная пара продолжает быть коллективной собственностью обоих взаимодействующих атомов. Такая к.с. называется полярной (например HF). Т.о. к.с. – это хим связь между атомами, осуществляемая обобществлёнными электронами. Это самый распространённый тип связи. Наиболее важные свойства этой связи насыщаемость, поляризация и направленность. Ионная связь: её структуру, природу и свойства определяют с позиций электростатических взаимодействий ионов. Способность элементов образовывать простые ионы обусловлена электронной структурой их атомов. Эту способность можно оценить величиной энергии ионизации и сродства атомов к электрону. Легче всего образуют катионы элементы с малой энергией ионизации: щелочные и щелочноземельные металлы. Простые анионы легче всего образуют р-элементы VII группы вследствие их высокого сродства к электрону. Соединения состоящие из простых ионов немногочисленны. Они легче всего образуются при взаимодействии щелочных и щелочноземельных металлов с галогенами. Однако и в этом случае электронная плотность между ионами не равна 0. Поэтому можно говорить лишь о преимущественном проявлении ионной связи. Ионы можно представить как заряженные шары, силовые поля которых равномерно распределяются во всех направлениях в пространстве. Поэтому каждый ион может притягивать к себе ионы противоположного знака в любом направлении (ненаправленность ионной связи). Взаимодействие друг с другом двух ионов противоположного знака не может привести к полной взаимной компенсации их силовых полей. В силу этого у них сохраняется способность притягивать ионы противоположного знака и по другим направлениям (ненасыщаемость). В обычных условиях ионные соединения представляют собой кристаллические вещества. Металлическая связь – часть электронов может передвигаться по всему объёму металла, электроны принимают участие в образовании связи между всеми атомами кристалла металла. Возможность перемещения электронов по кристаллу определяет также электрическую проводимость металла. Т.о. в металлах имеет место сильно нелокализованная хим связь. Диборан — двух электронная трёхцентровая, каждый мостиковый атом водорода может образовать её с двумя атомами бора, тут наблюдается дефицит электронов.

Поскольку электронные облака имеют различную форму, их взаимное перекрывание может осуществляться разными способами. σ-связи осуществляются при перекрывании облаков вдоль линии соединения атомов. π-связи возникают при перекрывании электронных облаков по обе стороны от линии соединения атомов.