Химия «Химическая связь»

Виды химической связи и типы кристаллических решеток

(лекция).

Ионная связь – это электростатическое притяжение между ионами

Возникает между атомами, имеющими большую разность электроотрицательности (более 2); Образуется между атомами наиболее активных металлов и неметаллов; При образовании ионной связи атом металла отдает свои электроны атому неметалла, при этом каждый из атомов получает завершенный энергетический уровень. + ПРИМЕР: Li _ 1 е Li катион 2 1 2 _ F + 1 е F анион 2 7 2 8

+3

+3

+3

+9

+9

Вещества с ионной связью

при н.у. находятся в твердом агрегатном состоянии и образуют кристаллы с ионной кристаллической решеткой.

В узлах ионной кристаллической решетки находятся ионы, между которыми присутствует ионная связь Физические свойства: тугоплавкие, нелетучие, твердые, но хрупкие, многие растворимы, в растворах и расплавах проводят электрический ток (щелочи, соли и др.) Ионная связь является крайним случаем ковалентной полярной связи

Ковалентная связь

– это связь между атомами, возникающая за счет образования общих электронных пар.

По обменному механизму: каждый атом предоставляет в общую электронную пару один неспаренный электрон: Н Н По донорно-акцепторному механизму: один атом предоставляет электронную пару (донар), а другой – пустую орбиталь (акцептор) + + + Н + : NН Н NН или Н NН 3 3 3

Число общих электронных пар равно числу связей между двумя атомами

или кратности связи.

Простая (одинарная связь) образуется за счет перекрывания электронных облаков на линии, соединяющей центры атомов (?-связь) Н2 ? (s – s) Сl2 ? (р – р) НCl ? (s – р) Двойная связь содержит ? и ? – связи. ? – связи образуются за счет бокового перекрывания р и d облаков: Тройная связь содержит ? и две ? – связи. Полуторная связь (электронные облака «размазаны» между тремя и четырьмя атомами) Н О N О О

Параметры ковалентной связи

Длина связи – расстояние между центрами двух соседних атомов (зависит от радиуса атома и кратности связи); Энергия связи – количество энергии, которую нужно затратить на разрыв 1 моля связи; Кратность связи – число общих электронных пар между двумя атомами; Валентный угол – угол между лучами, выходящими из центра одного атома к центрам двух соседних атомов; Полярность связи – неравномерное распределение электронной плотности между атомами в молекуле

Вещества с ковалентной связью

Газами жидкостями твердыми -- аморфные (расположение частиц в них неупорядоченное, например – стекло, смола, полимеры и др.) -- Кристаллические (характеризуются упорядоченной структурой – nacl, KNO3 ….).

Вещества с ковалентной связью бывают при обычных условиях:

Два типа кристаллических решеток

При кристаллизации веществ с ковалентной связью образуется два типа кристаллических решеток: Атомная (в узлах находятся атомы, между которыми присутствуют ковалентные связи – алмаз, SiC, SiO2, Al2O3 и др.) Молекулярные (в узлах находятся молекулы, между которыми присутсвуют слабые силы межмолекулярного взаимодействия – I2, О2, СО2 и др.).

Металлы образуют металлические кристаллические решетки

в узлах которых находятся катион-атомы, а между ними «электронный газ», определяющий такие физические свойства металлов, как металлический блеск, тепло и электропроводность.

Металлическая химическая связь осуществляется свободными электронами, общими для всего кристалла.

Водородная химическая связь

– это электростатическое притяжение между положительно поляризованными атомами водорода одной молекулы и отрицательно поляризованными атомами (F, O, N) другой молекулы. Механизм образования водородной связи близок к донорно-акцепторному ( R –Н ?+ …. Э ?- – R).

Межмолекулярная водородная связь (значительно влияет на агрегатное состояние, плотность, температуры кипения и плавления, теплоту парообразования и т.д.) ?- ?+ О Н О Н С ?+ ?- С Н О Н О Внутримолекулярные водородные связи играют большую роль в формировании вторичной структуры белков, поддержании двойной спирали ДНК, сложной формы т-РНК

Резких границ между разными видами химических связей нет

все виды химической связи имеют единую электрическую природу.

§ 6, упр. 3, 4, 5