Geum.ru

Основні типи хімічного зв'язку

Вид материалаДокументы

Содержание


Ковалентний неполярний зв'язок.
Ковалентний полярний зв'язок.
Металевий зв'язок.
Гідрогенний зв'язок.
Подобный материал:
Основні типи хімічного зв'язку.


Відомо, що атоми можуть сполучатися один з одним з утворенням як простих, так і складних речовин. При цьому утворюються різного типу хімічні зв'язки: іонний, ковалентний (неполярнаий і полярний), металевий і гідрогенний. Одна з найбільш істотних властивостей атомів елементів, що визначають, який зв'язок утвориться між ними - іонна або ковалентна, - це електронегативність, тобто здатність атомів в сполуці притягати до себе електрони.

Умовну кількісну оцінку електронегативності дає шкала відносних електронегативностей.

У періодах спостерігається загальна тенденція зростання електронегативності елементів, а в групах - їх падіння. Елементи по електронегативностям розташовують в ряд, на основі якого можна порівняти електронегативності елементів, що знаходяться в різних періодах.

Тип хімічного зв'язку залежить від того, наскільки велика різниця значень електронегативності атомів елементів, що сполучаються. Чим більше відрізняються по електронегативності атоми елементів, створюючих зв'язок, тим хімічний зв'язок полярніше. Провести різку межу між типами хімічних зв'язків не можна. У більшості сполук тип хімічного зв'язку виявляється проміжним; наприклад, сильнополярний ковалентний хімічний зв'язок близький до іонного зв'язку. У залежності від того, до якого з граничних випадків ближче по своєму характеру хімічний зв'язок, її відносять або до іонного, або до ковалентного полярного зв'язку.


Іонний зв'язок.


Іонний зв'язок утвориться при взаємодії атомів, які різко відрізняються один від одного за електронегативністю. Наприклад, типові метали літій(Li), натрій(Na), калій(K), кальцій (Ca), стронцій(Sr), барій(Ba) утворять іонний зв'язок з типовими неметалами, в основному з галогенами.

Крім галогенидів лужних металів, іонний зв'язок також утвориться в таких сполуках, як луги і солі. Наприклад, в гідроксиді натрію(NaOH) і сульфаті натрію(Na2SO4) іонні зв'язки існують тільки між атомами натрію і оксигену (інші зв'язки - ковалентніполярні).


Ковалентний неполярний зв'язок.


При взаємодії атомів з однаковою електронегативністю утворяться молекули з ковалентним неполярним зв'язком. Такий зв'язок існує в молекулах наступних простих речовин: H2, F2, Cl2, O2, N2. Хімічні зв'язки в цих газах утворені за допомогою загальних електронних пар, тобто при перекритті відповідних електронних хмар, зумовленому електронно-ядерною взаємодією, які здійснює при зближенні атомів.

Складаючи електронні формули речовин, потрібно пам'ятати, що кожна загальна електронна пара - це умовне зображення підвищеної електронної щільності, виникаючої внаслідок перекриття відповідних електронних хмар.

Ковалентний полярний зв'язок.


При взаємодії атомів, значення електронегативностей яких відрізняються, але не різко, відбувається зміщення загальної електронної пари до більш електронегативного атома. Це найбільш поширений тип хімічного зв'язку, який зустрічається як в неорганічних, так і органічних сполуках.

До ковалентних зв'язків в повній мірі відносяться і ті зв'язки, які утворені по донорно-акцепторному механізму, наприклад в іонах гидроксонія і амонія.


Металевий зв'язок.


Зв'язок, який утвориться внаслідок взаємодії відносно вільних електронів з іонами металів, називаються металевим зв'язком. Цей тип зв'язку характерний для простих речовин- металів.

Суть процесу утворення металевого зв'язку складається в наступному: атоми металів легко віддають валентні електрони і перетворюються в позитивні заряджені іони. Відносно вільні електрони, що відірвалися від атома, переміщаються між позитивними іонами металів. Між ними виникає металевий зв'язок, т. е. Електрони як би цементують позитивні іони кристалічних ґраток металів.


Гідрогенний зв'язок.


Зв'язок, який утвориться між атомів гідрогену однієї молекули і атомом сильно електронегативного елементу (О, N, F) іншої молекули, називається гідрогенним зв'язком.

Може виникнути питання: чому саме гідроген утворює такий специфічний хімічний зв'язок?

Це пояснюється тим, що атомний радіус гідрогена дуже малий. Крім того, при зміщенні або повній віддачі свого єдиного електрона гідроген придбаває порівняно високий позитивний заряд, за рахунок якого гідроген однієї молекули взаємодіє з атомами електронегативних елементів, що мають частковий негативний заряд, що виходить до складу інших молекул (HF, H2O, NH3).

Розглянемо деякі приклади. Звичайно ми зображаємо склад води хімічною формулою H2O. Однак це не зовсім точно. Правильніше було б склад води означати формулою (H2O)n, де n = 2,3,4 і т. д. Це пояснюється тим, що окремі молекули води пов'язані між собою за допомогою гідрогенних зв'язків.

Гідрогенний зв'язок прийнято означати крапками. Вона набагато більш слабкий, ніж іонний або ковалентний зв'язок, але більш сильний, ніж звичайна міжмолекулярна взаємодія.

Наявність гідрогенних зв'язків пояснює збільшення об'єму води при пониженні температури. Це пов'язано з тим, що при пониженні температури відбувається зміцнення молекул і тому меншає щільність їх «упаковки».

При вивченні органічної хімії виникало і таке питання: чому температури кипіння спиртів набагато вище, ніж відповідних вуглеводородів? Пояснюється це тим, що між молекулами спиртів також утворяться гідрогенні зв'язки.

Підвищення температури кипіння спиртів відбувається також внаслідок укрупнення їх молекул.

Гідрогенний зв'язок характерний і для багатьох інших органічних сполук (фенолів, карбонових кислот і інш.). З органічної хімії і загальної біології відомо, що наявністю гідрогенного зв'язку пояснюється повторна структура білків, будова подвійної спіралі ДНК, тобто явище комплиментарності.