Примеры химических связей

Химическая связь – это взаимодействие атомов, возникающее в молекуле вещества. Она обусловлена обменом электронами. Всего существует четыре основных вида связи (иногда называют и число пять, так как один из видов подразделяется на два других).

Содержание

1. Ковалентная связь

2. Ионная связь

3. Водородная связь

4. Металлическая связь

5. Заключение

Ковалентная связь

При таком типе связи атомы имеют одну или несколько общих пар электронов. Такая связь возможна только между атомами неметаллов, так как металлы не могут приобретать электроны (в случае ковалентной связи все атомы одновременно и принимают несколько электронов). Существует два типа ковалентной связи:

• Ковалентная неполярная связь. Характерна для веществ, чьи молекулы состоят из двух одинаковых атомов – например, газов кислорода O2 или азота N2.

•• ••

O (::) O

•• ••

Обычно при графическом изображении ковалентной связи электроны отмечают точками и изображают попарно по сторонам от символа элемента. Общие пары указывают крупными скобками.

• Ковалентная полярная связь объединяет атомы с разной электроотрицательностью, один из которых притягивает общие электронные пары сильнее, чем другой. В качестве примера можно рассмотреть бинарное соединение хлора и водорода (газ хлороводород, соляная кислота):

•• ••

H • + • Cl : –> H (:) Cl :

•• ••

Проще всего определить ковалентную связь выяснив типы веществ. Ковалентная неполярная связь всегда возникает только между атомами одного элемента-неметалла, а полярная – между двумя или несколькими неметаллами с разной электроотрицательностью.

Ионная связь

Ионная связь соединяет ионы нескольких элементов, один из которых отдает электроны другому, который, в свою очередь, их принимает. Как и в любом типе связи, в итоге на высшем уровне каждого атома должно остаться максимально возможное число электронов (для большинства элементов это 8, для водорода– 2). Для примера можно графически записать связь в молекуле бинарного веществе NaCl, хлорида натрия. Ниже представлена схема и рассуждения, подтверждающие ионную связь в этой молекуле:

• Электронная конфигурация натрия: 1s²2s²2p⁶3s¹

Электронная конфигурация хлора: 1s²2s²2p⁶3s²3p⁵

Исходя из этого, на третьем уровне натрия есть один электрон, а на третьем уровне хлора – 7. Очевидно, что натрий отдает один электрон хлору, и таким образом на верхнем уровне у обоих атомов остается по 8 электронов (верхним уровнем иона натрия становится второй).

• Na⁰ – 1e –> Na¹⁺

Cl⁰ + 1e –> Cl¹⁻

NaCl –> Na⁺Cl⁻

Ионный тип связи характерен для солей (например, упоминавшийся выше NaCl – это поваренная соль). Также указанием на ионную связь с большой вероятностью может служить бинарное соединение из атомов металла и неметалла.

Водородная связь

Водородная связь (по-другому ее называют H-связью) возникает между атомами водорода и более электроотрицательного элемента. Такой тип связи возникает спонтанно, из-за того, что один из атомов способен притягивать к себе электроны сильнее, чем другой. Стандартная схема водородной связи состоит из двух атомов электроотрицательных элементов и атома водорода между ними. Например, так выглядит водородная связь в H2O – воде:

O – H – O

Помимо этого, в формировании водородной связи электростатические взаимодействия. Этот тип связи не всегда относят к химическим из-за того, что он крайне непрочен. Стандартной формы записи у водородной связи нет.

Металлическая связь

В предыдущих пунктах металлы упоминались только в контексте ионной связи, где они могут быть частью бинарного соединения. Но многие элементы-металлы могут образовывать и простые вещества. Несмотря на то, что большинство таких веществ состоят из одного атома и молекул там нет, атомы металлов образуют металлическую решётку. Именно она обеспечивает определенные свойства металлов: например, высокую способность проводить электрический ток. Внутри такой решётки одинаковые атомы теряют электроны и становятся положительно заряженными ионами – катионами. Освобождающиеся при этом свободные (металлические) электроны перемещаются внутри решётки. Вместе они образуют то, что называется “электронным газом”.

Такой же тип связи характерен и для сплавов.

Графически металлическую связь часто изображают как двухмерную или трехмерную решетку с одинаковыми катионами в узлах. Электроны же обозначают небольшими точками или общим заштрихованным контуром.

Заключение

Всего существует четыре вида связи. Каждый из них определяется тем, что происходит с валентными электронами в молекуле. Выяснить тип связи поможет вид вещества (простое, бинарное соединение, сложное), электроотрицательность, а также то, являются ли химические элементы, входящие в него, металлами или неметаллами. Часть связей имеет форму графической записи.

Источник