Свойства ковалентной связи.

Характерные свойства ковалентной связи- ее длина, энергия, насыщаемость и поляризуемость.

Длина связи- это межъядерное расстояние. Химическая связь тем прочнее, чем меньше ее длина. Однако, мерой прочности связи является энергия.

Энергия связи - определяется количеством энергии, которое необходимо для разрыва связи. Обычно она измеряется в килоджоулях, отнесенных к 1 молю вещества.

Под насыщенностью понимают полное использование валентных электронов - их связи насыщены.

Поляризуемость.

Полярность связи обуславливается смещением связывающей электронной пары к одному из атомов, в результате чего образуется диполь (совокупность 2-х разноименных, но равных по абсолютной величине электрических зарядов, находящихся на некотором расстоянии друг от друга), который измеряется дипольным моментом, т.е. произведением заряда на расстояние между ними. Дипольный момент выражают в кулон-метрах.

Ионная связь.

Возникновение ионной связи рассмотрим на примере образования NaCl.

Атомы натрия и хлора резко отличаются по электроотрицательности:

ЭО_Na – 1,01

ЭО_Cl – 2,83

Электронные формулы этих атомов:

Na₁₁ 1S²2S²2p⁶3S¹

Cl₁₇1S²2S²2p⁶3S²3p⁵

Как из электронных формул, это атомы с незавершенными энергетическими уровнями.

Для завершения атому натрия легче отдать 1 электрон, а атому хлора присоединить:

Na – 1е → Na⁺

Cl + 1е → Cl^-

Электронная оболочка атома натрия превращается в устойчивую оболочку инертного газа неона Ne-1S²2S²2p⁶, а атома хлора в устойчивую оболочку инертного газа аргона Ar- 1S²2S²2p⁶3S²3p⁶/

Между ионами натрия и хлора возникают силы электростатического притяжения, в результате чего образуется соединение NaCl.

Химическая связь между ионами, осуществляемая электростатическим притяжением, называется ионной связью.

Соединения, которые образовались путем притяжения ионов, называются гетерополярными или ионными.

Ионные соединения образуют атомы элементов, резко отличные по электроотрицательности.

Теория связи объясняет возникновение ионной связи из ковалентной односторонней поляризацией.

Например:

Na^. + ^.Cl: → Na :Cl: →[Na⁺][:Cl:^-]

Электронная пара полностью смещается к атому хлора.

В механизме образования ковалентной и ионной связи нет принципиального различия. Они различаются лишь степенью поляризации (смещения) общих электронных пар.

Природа химической связи едина.

Ионная связь в отличие ковалентной связи характеризуется не направленностью и не насыщенностью.

Не направленность связи определяется тем, что каждый ион, представляющий как бы заряженный шар, может притягивать ион противоположного знака по любому направлению.

Взаимодействие ионов противоположного знака не приводит к компенсации силовых полей: способность притягивать ионы противоположного знака у них остается по другим направлениям (не насыщаемость).

Металлическая связь.

Атомы большинства металлов на внешнем энергетическом уровне содержат небольшое число электронов.

В то же время на внешних уровнях атомов металлов много свободных орбиталей, что позволяет электронам близко подходить к положительным ядрам в любой части кристалла.

Вследствие низкой энергии ионизации электроны в металле утрачивают связь с отдельными атомами, легко обобществляются, образуя электронный газ- совокупность «свободных» электронов. И самое главное состоит в том, что электроны в металле подвижны.

Теперь мы можем представить себе металл, как плотно упакованную структуру положительных ионов, связанных друг с другом электронным газом.

При этом, сравнительно небольшое количество обобществленных электронов связывает большое число ионов.

Такой вид связи- притяжение между ионами и обобществленными электронами- называется металлической связью.

И здесь природа связи электрическая.

Металлическая связь позволяет объяснить физические свойства металлов.