25.Ионная связь как одна из составляющих реальной химической связи

Ионная связь образуется в результате электростатического притяжения противоположно заряженных электронов. По свойствам ионная связь является ненаправленной и ненасыщенной.

Ненаправленность – способность иона данного знака (+,-) притягивать к себе ионы другого знака (-,+) по любым направлениям.

Ненасыщенность – проявляется в том, что присоединив к себе ионы другого знака, данный ион продолжает сохранять способность притягивать к себе ионы другого знака и по другим направлениям.

Недостатки ионной связи.

1. Ионная связь не объясняет образование молекул из одинаковых атомов. Или образование связи между атомами, близкими по электроотрицательности.

2. Не существует в молекулах, кристаллах и комплексах отрицательных многозарядных ионов (объясняется с позиции электронного родства). Идеальной ионной связи не существует, поэтому можно лишь говорить о какой-то доле ионной связи в молекуле, кристалле, комплексе.

Металлическая связь

Металлическая связь – это связь, образованная между атомами в условиях сильновыраженной делокализации (распространение валентных электронов по нескольким химическим связям в соединении) и дефицита электронов в атоме (кристалле). Является ненасыщенной и пространственно ненаправленной.

Делокализация валентных электронов в металлах является следствием многоцентрового характера металлической связи. Многоцентровость металлической связи обеспечивает высокую электрическую проводимость и теплопроводность металлов.

Насыщаемость определяется числом валентных орбиталей, участвующих в образовании хим. связи. Количественная характеристика – валентность. Валентность – число связей, которые может образовывать один атом с другими; - определяется числом валентных орбиталей, участвующих в образовании связи по обменному и донорно-акцепторному механизму.

Направленность – связь образуется в направлении максимального перекрывания электронных облаков; - определяет химическое и кристаллохимическое строение вещества (как связаны атомы в кристаллической решетке).

При образовании ковалентной связи электронная плотность концентрируется между взаимодействующими атомами (рисунок из тетради). В случае металлической связи электронная плотность делокализована по всему кристаллу. (рисунок из тетради)

(пример из тетради)

По причине ненасыщенности и ненаправленности металлической связи, металлические тела (кристаллы) являются высоко симметричными и высоко координированными. Подавляющему большинству кристаллических структур металла отвечают 3 типа упаковок атома в кристаллах:

26.Межмолекулярное взаимодействие

Силы Ван-дер-Ваальса (межмолекулярное притяжение) –слабый вид межмолекулярных связей, по своим свойствам ненасыщенные и ненаправленные. Они действуют в веществах, находящихся в жидком и газообразном состоянии, а также между молекулами в молекулярных кристаллах. Слабее ковалентной связи в 100 раз.Ван-дер-ваальсово притяжение имеет электрическую природу и рассматривается как результат действия трех эффектов – ориентационного, индукционного и дисперсионного: Е=Е_ор+Е_инд+Е_дисп.

1. Ориентационный эффект – возникает только в полярных веществах, молекулы которых представляют собой диполи. При этом молекулы вещества поворачиваются друг к другу разноименными полюсами. Величина тем больше, чем больше электрический момент диполя молекул и чем меньше расстояние между ними. С ростом температуры эффект уменьшается, так как усиливающееся тепловое движение нарушает взаимную ориентацию диполей.

2. Индукционный эффект – проявляется при взаимодействии полярных и неполярных молекул..Полярная мол-ла наводит диполь на непол. Возникает наведенный или индуцированный диполь .Индукционное взаимодействие возрастает с ростом электрического момента диполя, быстро уменьшается при увеличении расстояния. Е_инд не зависит от температуры, так как наведение диполей происходит при любом пространственном расположении молекул.

3. Дисперсионный эффект – (проявляется при взаимодействии между собой неполярных молекул или при взаимодействии атомов благородных газов. В системе этих неполярных молекул синхронно возникает мгновенный (короткоживущий) диполь, который замыкает друг на друге по всей системе синхронно.

Если бы не этот эффект, то невозможно бы получить газообразные в-ва, жид и тв. в-ва.

Длина ван-дер-ваальсовой связи больше, а прочность меньше, чем те же параметры для ковалентной связи.

Водородная связь

Водородная связь - межмолекулярная связь, образованная за счет частичного акцептирования пары электронов высокоэлектроотрицательнного атома атомом водорода с большим положительным частичным зарядом. Образуется в тех случаях, когда в одной молекуле есть атом с неподеленной парой электронов и высокой электроотрицательностью (F, O, N), а в другой - атом водорода, связанный сильно полярной связью с одним из таких атомов.

Внутримолекулярные водородные связи существуют в молекулах полипептидов, нуклеиновых кислот, белков и др. Мерой прочности любой связи является энергия связи. Энергия связи - энергия необходимая для разрыва данной химической связи в 1 моле вещества. Единица измерений - 1 кДж/моль. Энергии ионной и ковалентной связи - одного порядка, энергия водородной связи - на порядок меньше. Энергия ковалентной связи зависит от размеров связываемых атомов (длины связи) и от кратности связи. Чем меньше атомы и больше кратность связи, тем больше ее энергия. Энергия ионной связи зависит от размеров ионов и от их зарядов. Чем меньше ионы и больше их заряд, тем больше энергия связи.