საიდუმლო არ არის, რომ ქიმია საკმაოდ რთული და მრავალფეროვანი მეცნიერებაა. მრავალი განსხვავებული რეაქცია, რეაგენტი, ქიმიკატები და სხვა რთული და გაუგებარი ტერმინები - ისინი ყველა ურთიერთქმედებენ ერთმანეთთან. მაგრამ მთავარი ის არის, რომ ქიმიასთან გვაქვს საქმე ყოველდღე, არ აქვს მნიშვნელობა გაკვეთილზე მასწავლებელს მოვუსმენთ და ახალ მასალას ვისწავლით თუ ჩაის ვადუღებთ, რაც ზოგადად ასევე ქიმიური პროცესია.

შეიძლება დავასკვნათ, რომ ქიმია აუცილებელია, მისი გაგება და იმის ცოდნა, თუ როგორ მუშაობს ჩვენი სამყარო ან მისი ზოგიერთი ცალკეული ნაწილი, საინტერესოა და, უფრო მეტიც, სასარგებლო.

ახლა საქმე გვაქვს ისეთ ტერმინთან, როგორიცაა კოვალენტური ბმა, რომელიც, სხვათა შორის, შეიძლება იყოს როგორც პოლარული, ასევე არაპოლარული. სხვათა შორის, თავად სიტყვა "კოვალენტური" წარმოიქმნება ლათინური "co" - ერთად და "vales" - ძალაუფლების მქონე.

ვადის გამოვლინებები

დავიწყოთ იმით, რომ ტერმინი "კოვალენტი" პირველად 1919 წელს შემოიღო ირვინგ ლანგმუირმა -ნობელის პრემიის ლაურეატი. "კოვალენტური" კონცეფცია გულისხმობს ქიმიურ კავშირს, რომელშიც ორივე ატომს იზიარებს ელექტრონები, რასაც თანამფლობელობა ეწოდება. ამრიგად, ის განსხვავდება, მაგალითად, მეტალისგან, რომელშიც ელექტრონები თავისუფალია, ან იონურისგან, სადაც ერთი ელექტრონებს აძლევს მეორეს. აღსანიშნავია, რომ იგი წარმოიქმნება არამეტალებს შორის.

ზემოაღნიშნულიდან გამომდინარე, შეგვიძლია მცირე დასკვნის გაკეთება, თუ რა არის ეს პროცესი. ის წარმოიქმნება ატომებს შორის საერთო ელექტრონული წყვილების წარმოქმნის გამო და ეს წყვილები წარმოიქმნება ელექტრონების გარე და წინაგარე ქვედონეებზე.

მაგალითები, ნივთიერებები პოლარულით:

კოვალენტური ბმის სახეები

ასევე გამოირჩევა ორი ტიპი - ეს არის პოლარული და, შესაბამისად, არაპოლარული ბმები. თითოეული მათგანის მახასიათებლებს ცალკე გავაანალიზებთ.

კოვალენტური პოლარული - განათლება

რა არის ტერმინი "პოლარული"?

ჩვეულებრივ ხდება, რომ ორ ატომს აქვს განსხვავებული ელექტრონეგატიურობა, შესაბამისად, საერთო ელექტრონები მათ თანაბრად არ ეკუთვნის, მაგრამ ისინი ყოველთვის უფრო ახლოს არიან ერთთან, ვიდრე მეორესთან. მაგალითად, წყალბადის ქლორიდის მოლეკულა, რომელშიც კოვალენტური ბმის ელექტრონები განლაგებულია ქლორის ატომთან უფრო ახლოს, რადგან მისი ელექტრონეგატიურობა უფრო მაღალია, ვიდრე წყალბადის. თუმცა, სინამდვილეში, ელექტრონის მიზიდულობის განსხვავება საკმარისად მცირეა ელექტრონის სრული გადაცემისთვის წყალბადიდან ქლორში.

შედეგად, პოლარობის დროს, ელექტრონის სიმკვრივე გადადის უფრო ელექტროუარყოფითზე და მასზე წარმოიქმნება ნაწილობრივი უარყოფითი მუხტი. თავის მხრივ, ბირთვს, რომლის ელექტრონეგატიურობა უფრო დაბალია, აქვს, შესაბამისად, ნაწილობრივი დადებითი მუხტი.

ჩვენ ვასკვნით:პოლარული წარმოიქმნება სხვადასხვა არამეტალებს შორის, რომლებიც განსხვავდებიან ელექტრონეგატიურობის მნიშვნელობით და ელექტრონები უფრო ახლოს არიან ბირთვთან უფრო დიდი ელექტრონეგატიურობით.

ელექტრონეგატიურობა - ზოგიერთი ატომის უნარი მიიზიდოს სხვათა ელექტრონები, რითაც წარმოქმნას ქიმიური რეაქცია.

კოვალენტური პოლარული მაგალითებიკოვალენტური პოლარული ბმის მქონე ნივთიერებები:

კოვალენტური პოლარული ბმის მქონე ნივთიერების ფორმულა

კოვალენტური არაპოლარული, განსხვავება პოლარსა და არაპოლარულს შორის

და ბოლოს, არაპოლარული, მალე გავარკვევთ რა არის.

მთავარი განსხვავება არაპოლარულსა და პოლარს შორისარის სიმეტრია. თუ პოლარული ბმის შემთხვევაში, ელექტრონები მდებარეობდნენ ერთ ატომთან უფრო ახლოს, მაშინ არაპოლარული ბმით, ელექტრონები განლაგებულია სიმეტრიულად, ანუ თანაბრად ორივეს მიმართ.

აღსანიშნავია, რომ არაპოლარული წარმოიქმნება ერთი ქიმიური ელემენტის არამეტალის ატომებს შორის.

Მაგალითად, არაპოლარული კოვალენტური ბმის მქონე ნივთიერებები:

ასევე, ელექტრონების ერთობლიობას ხშირად უწოდებენ უბრალოდ ელექტრონულ ღრუბელს, ამის საფუძველზე დავასკვნით, რომ კომუნიკაციის ელექტრონული ღრუბელი, რომელიც ქმნის ელექტრონების საერთო წყვილს, სივრცეში ნაწილდება სიმეტრიულად ან თანაბრად ორივე ბირთვების მიმართ.

კოვალენტური არაპოლარული ბმის მაგალითები და კოვალენტური არაპოლარული ბმის ფორმირების სქემა

მაგრამ ასევე სასარგებლოა იმის ცოდნა, თუ როგორ უნდა განვასხვავოთ კოვალენტური პოლარული და არაპოლარული.

კოვალენტური არაპოლარულიყოველთვის ერთი და იგივე ნივთიერების ატომებია. H2. CL2.

ეს სტატია დასრულდა, ახლა ჩვენ ვიცით რა არის ეს ქიმიური პროცესი, ვიცით როგორ განვსაზღვროთ იგი და მისი სახეობები, ვიცით ნივთიერებების ფორმირების ფორმულები და ზოგადად ცოტა მეტი ჩვენი რთული სამყაროს შესახებ, წარმატება ქიმია და ახალი ფორმულების ფორმირება.

ბრინჯი. 2.1.ატომებიდან მოლეკულების წარმოქმნას თან ახლავს ვალენტური ორბიტალების ელექტრონების გადანაწილებადა მივყავართ ენერგიის მომატებარადგან მოლეკულების ენერგია ნაკლებია არაურთიერთმა ატომების ენერგიაზე. ნახატზე ნაჩვენებია წყალბადის ატომებს შორის არაპოლარული კოვალენტური ქიმიური ბმის წარმოქმნის დიაგრამა.

§2 ქიმიური ბმა

ნორმალურ პირობებში მოლეკულური მდგომარეობა უფრო სტაბილურია ვიდრე ატომური მდგომარეობა. (ნახ.2.1). ატომებიდან მოლეკულების წარმოქმნას თან ახლავს ელექტრონების გადანაწილება ვალენტურ ორბიტალებში და იწვევს ენერგიის მომატებას, რადგან მოლეკულების ენერგია ნაკლებია, ვიდრე არაურთიერთმოქცეული ატომების ენერგია.(დანართი 3). ძალებმა, რომლებიც იკავებენ ატომებს მოლეკულებში, მიიღეს განზოგადებული სახელი ქიმიური ბმა.

ატომებს შორის ქიმიური კავშირი ხორციელდება ვალენტური ელექტრონებით და აქვს ელექტრული ბუნება . ქიმიური კავშირის ოთხი ძირითადი ტიპი არსებობს: კოვალენტური,იონური,ლითონისდა წყალბადის.

1 კოვალენტური ბმა

ქიმიურ კავშირს, რომელსაც ახორციელებს ელექტრონული წყვილი, ეწოდება ატომური ან კოვალენტური. . კოვალენტური ბმების მქონე ნაერთებს ატომურ ან კოვალენტურს უწოდებენ. .

როდესაც ხდება კოვალენტური ბმა, ხდება ურთიერთმოქმედი ატომების ელექტრონული ღრუბლების გადახურვა, რასაც თან ახლავს ენერგიის გამოყოფა (ნახ. 2.1). ამ შემთხვევაში, ღრუბელი გაზრდილი უარყოფითი მუხტის სიმკვრივით ჩნდება დადებითად დამუხტულ ატომურ ბირთვებს შორის. საპირისპირო მუხტებს შორის მიზიდულობის კულონის ძალების მოქმედების გამო, უარყოფითი მუხტის სიმკვრივის ზრდა ხელს უწყობს ბირთვების მიახლოებას.

კოვალენტური ბმა იქმნება ატომების გარე გარსებში დაუწყვილებელი ელექტრონებით . ამ შემთხვევაში წარმოიქმნება ელექტრონები საპირისპირო სპინებით ელექტრონული წყვილი(ნახ. 2.2), საერთო ურთიერთმოქმედი ატომებისთვის. თუ ატომებს შორის წარმოიქმნა ერთი კოვალენტური ბმა (ერთი საერთო ელექტრონული წყვილი), მაშინ მას უწოდებენ ერთჯერადი, ორმაგი და ა.შ.

ენერგია არის ქიმიური ბმის სიძლიერის საზომი. ებმის განადგურებაზე დახარჯული sv (ენერგიის მიღება ცალკეული ატომებიდან ნაერთის წარმოქმნისას). ჩვეულებრივ, ეს ენერგია იზომება 1 მოლზე ნივთიერებებიდა გამოიხატება კილოჯოულებში თითო მოლზე (kJ ∙ mol -1). ერთი კოვალენტური ბმის ენერგია არის 200–2000 კჯმოლ–1 დიაპაზონში.

ბრინჯი. 2.2.კოვალენტური ბმა არის ქიმიური ბმის ყველაზე ზოგადი ტიპი, რომელიც წარმოიქმნება ელექტრონული წყვილის სოციალიზაციის გამო გაცვლის მექანიზმის საშუალებით. (ა)როდესაც თითოეული ურთიერთქმედება ატომი აწვდის ერთ ელექტრონს, ან დონორ-მიმღები მექანიზმის მეშვეობით (ბ)როდესაც ელექტრონული წყვილი ერთი ატომის (დონორის) მიერ მეორე ატომს (მიმღებს) უზიარებს.

კოვალენტურ კავშირს აქვს თვისებები გაჯერება და ფოკუსირება . კოვალენტური ბმის გაჯერება გაგებულია, როგორც ატომების უნარი შექმნან შეზღუდული რაოდენობის ბმები მეზობლებთან, რაც განისაზღვრება მათი დაუწყვილებელი ვალენტური ელექტრონების რაოდენობით. კოვალენტური ბმის მიმართულება ასახავს იმ ფაქტს, რომ ძალები, რომლებიც ატომებს ერთმანეთთან ახლოს ატარებენ, მიმართულია ატომის ბირთვების დამაკავშირებელი სწორი ხაზის გასწვრივ. გარდა ამისა, კოვალენტური ბმა შეიძლება იყოს პოლარული ან არაპოლარული .

Როდესაც არაპოლარულიკოვალენტურ კავშირში, ელექტრონული ღრუბელი, რომელიც წარმოიქმნება ელექტრონების საერთო წყვილით, სივრცეში სიმეტრიულად ნაწილდება ორივე ატომის ბირთვებთან მიმართებაში. არაპოლარული კოვალენტური ბმა იქმნება მარტივი ნივთიერებების ატომებს შორის, მაგალითად, აირების იდენტურ ატომებს შორის, რომლებიც ქმნიან დიატომურ მოლეკულებს (O 2, H 2, N 2, Cl 2 და ა.შ.).

Როდესაც პოლარულიკოვალენტური ბმა ელექტრონული ღრუბელი ბმა გადადის ერთ ატომზე. ატომებს შორის პოლარული კოვალენტური ბმის წარმოქმნა დამახასიათებელია რთული ნივთიერებებისთვის. აქროლადი არაორგანული ნაერთების მოლეკულები შეიძლება იყოს მაგალითი: HCl, H 2 O, NH 3 და ა.შ.

საერთო ელექტრონული ღრუბლის გადაადგილების ხარისხი ერთ-ერთ ატომზე კოვალენტური ბმის წარმოქმნის დროს (ბმის პოლარობის ხარისხი ) განისაზღვრება ძირითადად ატომური ბირთვების მუხტით და ურთიერთმოქმედი ატომების რადიუსით .

რაც უფრო დიდია ატომის ბირთვის მუხტი, მით უფრო ძლიერად იზიდავს ის ელექტრონების ღრუბელს. ამავდროულად, რაც უფრო დიდია ატომის რადიუსი, მით უფრო სუსტია გარე ელექტრონები ატომის ბირთვთან. ამ ორი ფაქტორის კუმულაციური ეფექტი გამოიხატება სხვადასხვა ატომების განსხვავებულ უნარში, „გაიყვანონ“ კოვალენტური ბმების ღრუბელი საკუთარი თავისკენ.

მოლეკულაში ატომის უნარს, მიიზიდოს ელექტრონები თავისკენ, ელექტრონეგატიურობას უწოდებენ. . ამრიგად, ელექტრონეგატიურობა ახასიათებს ატომის უნარს, მოახდინოს კოვალენტური ბმის პოლარიზაცია: რაც უფრო დიდია ატომის ელექტრონეგატიურობა, მით მეტია კოვალენტური ბმის ელექტრონული ღრუბელი მისკენ გადაადგილებული. .

ელექტრონეგატიურობის რაოდენობრივი დასადგენად შემოთავაზებულია არაერთი მეთოდი. ამავდროულად, ამერიკელი ქიმიკოსის რობერტ მულიკენის მიერ შემოთავაზებული მეთოდი, რომელმაც განსაზღვრა ელექტრონეგატიურობა.  ატომი, როგორც მისი ენერგიის ჯამის ნახევარი ე ეელექტრონისა და ენერგიის კავშირები ე მეატომის იონიზაცია:

. (2.1)

იონიზაციის ენერგიაატომის ენერგიას უწოდებენ, რომელიც უნდა დაიხარჯოს მისგან ელექტრონის „მოწყვეტისთვის“ და უსასრულო მანძილზე ამოღების მიზნით. იონიზაციის ენერგია განისაზღვრება ატომების ფოტოიონიზაციის ან ელექტრულ ველში აჩქარებული ელექტრონებით ატომების დაბომბვით. ფოტონების ან ელექტრონების ენერგიის უმცირეს მნიშვნელობას, რომელიც საკმარისი ხდება ატომების იონიზაციისთვის, ეწოდება მათი იონიზაციის ენერგია. ე მე. ჩვეულებრივ, ეს ენერგია გამოიხატება ელექტრონ ვოლტებში (eV): 1 eV = 1,610 -19 J.

ატომები ყველაზე მეტად მზად არიან გასცენ თავიანთი გარე ელექტრონები. ლითონები, რომლებიც შეიცავს მცირე რაოდენობის დაუწყვილებელ ელექტრონებს (1, 2 ან 3) გარე გარსზე. ამ ატომებს აქვთ ყველაზე დაბალი იონიზაციის ენერგია. ამრიგად, იონიზაციის ენერგიის მნიშვნელობა შეიძლება იყოს ელემენტის დიდი ან ნაკლები "მეტალის" საზომი: რაც უფრო დაბალია იონიზაციის ენერგია, მით უფრო ძლიერი უნდა იყოს გამოხატული. ლითონისთვისებებიელემენტი.

მენდელეევის ელემენტების პერიოდული სისტემის იმავე ქვეჯგუფში, ელემენტის რიგითი რიცხვის მატებასთან ერთად, მისი იონიზაციის ენერგია მცირდება (ცხრილი 2.1), რაც დაკავშირებულია ატომური რადიუსის ზრდასთან (ცხრილი 1.2) და , შესაბამისად, ბირთვთან გარე ელექტრონების კავშირის შესუსტებით. იმავე პერიოდის ელემენტებისთვის იონიზაციის ენერგია იზრდება სერიული ნომრის გაზრდით. ეს გამოწვეულია ატომური რადიუსის შემცირებით და ბირთვული მუხტის ზრდით.

ენერგია ე ე, რომელიც გამოიყოფა თავისუფალ ატომზე ელექტრონის მიერთებისას ე.წ ელექტრონის კავშირი(გამოხატული ასევე eV-ში). ენერგიის გამოყოფა (და არა შთანთქმა) როდესაც დამუხტული ელექტრონი მიმაგრებულია ზოგიერთ ნეიტრალურ ატომთან, აიხსნება იმით, რომ შევსებული გარე გარსების მქონე ატომები ბუნებაში ყველაზე სტაბილურია. მაშასადამე, იმ ატომებისთვის, რომლებშიც ეს გარსები „ოდნავ შეუვსებელია“ (ანუ შევსებამდე აკლია 1, 2 ან 3 ელექტრონი), ენერგიულად სასარგებლოა ელექტრონების მიმაგრება საკუთარ თავზე, გადაიქცევა უარყოფითად დამუხტულ იონებად 1 . ასეთ ატომებს მიეკუთვნება, მაგალითად, ჰალოგენის ატომები (ცხრილი 2.1) - დ.ი.მენდელეევის პერიოდული სისტემის მეშვიდე ჯგუფის (მთავარი ქვეჯგუფის) ელემენტები. ლითონის ატომების ელექტრონებთან კავშირი ჩვეულებრივ არის ნულოვანი ან უარყოფითი, ე.ი. მათთვის ენერგიულად არახელსაყრელია დამატებითი ელექტრონების მიმაგრება, დამატებითი ენერგიაა საჭირო მათი ატომების შიგნით შესანარჩუნებლად. არალითონის ატომების ელექტრონებთან კავშირი ყოველთვის დადებითია და რაც უფრო დიდია, რაც უფრო ახლოსაა კეთილშობილურ (ინერტულ) აირთან არალითონი პერიოდულ სისტემაში. ეს მიუთითებს ზრდაზე არალითონური თვისებებიროდესაც ჩვენ ვუახლოვდებით პერიოდის დასასრულს.

ყოველივე ზემოთქმულიდან ირკვევა, რომ ატომების ელექტრონეგატიურობა (2.1) იზრდება მარცხნიდან მარჯვნივ მიმართულებით თითოეული პერიოდის ელემენტებისთვის და მცირდება მიმართულებით ზემოდან ქვემოდან მენდელეევის პერიოდული ერთი და იგივე ჯგუფის ელემენტებისთვის. სისტემა. თუმცა ძნელი არ არის იმის გაგება, რომ ატომებს შორის კოვალენტური ბმის პოლარობის ხარისხის დასახასიათებლად მნიშვნელოვანია არა ელექტრონეგატიურობის აბსოლუტური მნიშვნელობა, არამედ კავშირის შემქმნელი ატომების ელექტრონეგატიურობის თანაფარდობა. . Ამიტომაც პრაქტიკაში ისინი იყენებენ ელექტრონეგატიურობის ფარდობით მნიშვნელობებს(ცხრილი 2.1), ლითიუმის ელექტროუარყოფითობის ერთეულის აღება.

კოვალენტური ქიმიური ბმის პოლარობის დასახასიათებლად გამოიყენება ატომების ფარდობითი ელექტროუარყოფითობის განსხვავება.. ჩვეულებრივ A და B ატომებს შორის კავშირი განიხილება წმინდა კოვალენტურად, თუ |  ა – ბ|0.5.

პირველად ისეთი კონცეფციის შესახებ, როგორიცაა კოვალენტური ბმაქიმიკოსებმა საუბარი დაიწყეს გილბერტ ნიუტონ ლუისის აღმოჩენის შემდეგ, რომელმაც ეს ორი ელექტრონის სოციალიზაციას უწოდა. შემდგომმა კვლევებმა შესაძლებელი გახადა კოვალენტური კავშირის პრინციპის აღწერა. სიტყვა კოვალენტურიშეიძლება ჩაითვალოს ქიმიის ჩარჩოებში, როგორც ატომის უნარი შექმნას ბმები სხვა ატომებთან.

ავხსნათ მაგალითით:

არსებობს ორი ატომი ელექტრონეგატიურობაში მცირე განსხვავებებით (C და CL, C და H). როგორც წესი, ეს არის რაც შეიძლება ახლოს კეთილშობილი აირების ელექტრონული გარსის სტრუქტურასთან.

როდესაც ეს პირობები დაკმაყოფილებულია, ამ ატომების ბირთვები იზიდავს მათთვის საერთო ელექტრონულ წყვილს. ამ შემთხვევაში, ელექტრონული ღრუბლები უბრალოდ არ გადაფარავს ერთმანეთს, როგორც კოვალენტური ბმის შემთხვევაში, რომელიც უზრუნველყოფს ორი ატომის საიმედო კავშირს იმის გამო, რომ ელექტრონის სიმკვრივე გადანაწილებულია და იცვლება სისტემის ენერგია, რაც გამოწვეულია მეორის ელექტრონული ღრუბლის ერთი ატომის ბირთვთაშორის სივრცეში „გაზიდვით“. რაც უფრო ფართოა ელექტრონული ღრუბლების ურთიერთგადახურვა, მით უფრო ძლიერია კავშირი.

აქედან, კოვალენტური ბმა- ეს არის წარმონაქმნი, რომელიც წარმოიშვა ორი ატომის კუთვნილი ორი ელექტრონის ურთიერთსოციალიზაციის შედეგად.

როგორც წესი, ნივთიერებები მოლეკულური კრისტალური გისოსებით წარმოიქმნება კოვალენტური ბმის მეშვეობით. დამახასიათებელია დაბალ ტემპერატურაზე დნობა და დუღილი, წყალში ცუდი ხსნადობა და დაბალი ელექტრული გამტარობა. აქედან შეგვიძლია დავასკვნათ: ისეთი ელემენტების სტრუქტურის საფუძველი, როგორიცაა გერმანიუმი, სილიციუმი, ქლორი, წყალბადი არის კოვალენტური ბმა.

ამ ტიპის კავშირისთვის დამახასიათებელი თვისებები:

1. გაჯერება.ეს თვისება ჩვეულებრივ გაგებულია, როგორც ობლიგაციების მაქსიმალური რაოდენობა, რომლითაც მათ შეუძლიათ შექმნან კონკრეტული ატომები. ეს რიცხვი განისაზღვრება ატომში იმ ორბიტალების საერთო რაოდენობით, რომლებსაც შეუძლიათ მონაწილეობა მიიღონ ქიმიური ბმების ფორმირებაში. მეორეს მხრივ, ატომის ვალენტობა შეიძლება განისაზღვროს ამ მიზნით უკვე გამოყენებული ორბიტალების რაოდენობით.
2. ორიენტაცია. ყველა ატომი მიდრეკილია შექმნას უძლიერესი შესაძლო ბმები. ყველაზე დიდი სიძლიერე მიიღწევა ორი ატომის ელექტრონული ღრუბლების სივრცითი ორიენტაციის დამთხვევის შემთხვევაში, რადგან ისინი ერთმანეთს გადაფარავს. გარდა ამისა, სწორედ კოვალენტური ბმის ისეთი თვისებაა, როგორიცაა მიმართულება, რომელიც გავლენას ახდენს მოლეკულების სივრცით მოწყობაზე, ანუ პასუხისმგებელია მათ „გეომეტრიულ ფორმაზე“.
3. პოლარიზება.ეს პოზიცია ეფუძნება იდეას, რომ არსებობს ორი ტიპის კოვალენტური ბმები:

• პოლარული ან ასიმეტრიული. ამ ტიპის ბმა შეიძლება შეიქმნას მხოლოდ სხვადასხვა ტიპის ატომებით, ე.ი. მათ, ვისი ელექტრონეგატიურობა მნიშვნელოვნად განსხვავდება, ან იმ შემთხვევებში, როდესაც საზიარო ელექტრონული წყვილი არ არის სიმეტრიულად გამოყოფილი.
• წარმოიქმნება ატომებს შორის, რომელთა ელექტრონეგატიურობა თითქმის თანაბარია, ხოლო ელექტრონების სიმკვრივის განაწილება ერთგვაროვანია.

გარდა ამისა, არსებობს გარკვეული რაოდენობრივი:

• ბონდის ენერგია. ეს პარამეტრი ახასიათებს პოლარულ კავშირს მისი სიძლიერის მიხედვით. ენერგია გაგებულია, როგორც სითბოს რაოდენობა, რომელიც აუცილებელი იყო ორი ატომის კავშირის გასაწყვეტად, ისევე როგორც სითბოს რაოდენობა, რომელიც გამოიყოფა მათი გაერთიანებისას.
• ქვეშ ბონდის სიგრძეხოლო მოლეკულურ ქიმიაში გასაგებია ორი ატომის ბირთვებს შორის სწორი ხაზის სიგრძე. ეს პარამეტრი ასევე ახასიათებს კავშირის სიმტკიცეს.
• დიპოლური მომენტი- მნიშვნელობა, რომელიც ახასიათებს ვალენტური ბმის პოლარობას.

კოვალენტური ბმა ხორციელდება ურთიერთქმედებაში მონაწილე ორივე ატომის კუთვნილი ელექტრონების სოციალიზაციის გამო. არამეტალების ელექტრონეგატიურობა საკმარისად დიდია, რომ ელექტრონების გადაცემა არ მოხდეს.

ელექტრონების ორბიტალებში გადახურული ელექტრონები საზიაროა. ამ შემთხვევაში იქმნება სიტუაცია, რომელშიც ივსება ატომების გარე ელექტრონული დონეები, ანუ იქმნება 8 ან 2 ელექტრონიანი გარე გარსი.

მდგომარეობა, რომელშიც ელექტრონული გარსი მთლიანად ივსება, ხასიათდება ყველაზე დაბალი ენერგიით და, შესაბამისად, მაქსიმალური სტაბილურობით.

არსებობს განათლების ორი მექანიზმი:

1. დონორ-მიმღები;
2. გაცვლა.

პირველ შემთხვევაში, ერთ-ერთი ატომი უზრუნველყოფს ელექტრონების წყვილს, ხოლო მეორე - თავისუფალი ელექტრონის ორბიტალს.

მეორეში, ურთიერთქმედების თითოეული მონაწილედან ერთი ელექტრონი მოდის საერთო წყვილთან.

იმის მიხედვით, თუ რა ტიპის არიან- ატომური ან მოლეკულური, მსგავსი ტიპის ბმის მქონე ნაერთები შეიძლება მნიშვნელოვნად განსხვავდებოდეს ფიზიკურ-ქიმიური მახასიათებლებით.

მოლეკულური ნივთიერებებიყველაზე ხშირად აირები, სითხეები ან მყარი ნივთიერებები დაბალი დნობის და დუღილის წერტილებით, არაგამტარები, დაბალი სიძლიერით. ესენია: წყალბადი (H 2), ჟანგბადი (O 2), აზოტი (N 2), ქლორი (Cl 2), ბრომი (Br 2), რომბის გოგირდი (S 8), თეთრი ფოსფორი (P 4) და სხვა მარტივი ნივთიერებები. ; ნახშირორჟანგი (CO 2), გოგირდის დიოქსიდი (SO 2), აზოტის ოქსიდი V (N 2 O 5), წყალი (H 2 O), წყალბადის ქლორიდი (HCl), წყალბადის ფტორი (HF), ამიაკი (NH 3), მეთანი (CH 4), ეთილის სპირტი (C 2 H 5 OH), ორგანული პოლიმერები და სხვა.

ნივთიერებები ატომურიარსებობს ძლიერი კრისტალების სახით მაღალი დუღილისა და დნობის წერტილებით, წყალში და სხვა გამხსნელებში უხსნადია, ბევრი არ ატარებს ელექტრო დენს. ამის მაგალითია ბრილიანტი, რომელსაც განსაკუთრებული სიმტკიცე აქვს. ეს გამოწვეულია იმით, რომ ბრილიანტი არის კრისტალი, რომელიც შედგება ნახშირბადის ატომებისგან, რომლებიც დაკავშირებულია კოვალენტური ბმებით. ალმასში არ არის ცალკეული მოლეკულები. ისეთ ნივთიერებებს, როგორიცაა გრაფიტი, სილიციუმი (Si), სილიციუმის დიოქსიდი (SiO 2), სილიციუმის კარბიდი (SiC) და სხვა, ასევე აქვთ ატომური სტრუქტურა.

კოვალენტური ბმები შეიძლება იყოს არა მხოლოდ ერთჯერადი (როგორც Cl2 ქლორის მოლეკულაში), არამედ ორმაგი, როგორც O2 ჟანგბადის მოლეკულაში, ან სამმაგი, როგორც, მაგალითად, N2 აზოტის მოლეკულაში. ამავდროულად, სამმაგს მეტი ენერგია აქვს და უფრო გამძლეა, ვიდრე ორმაგი და ერთჯერადი.

კოვალენტური ბმა შეიძლება იყოსიგი წარმოიქმნება როგორც ერთი და იგივე ელემენტის ორ ატომს შორის (არაპოლარული), ასევე სხვადასხვა ქიმიური ელემენტების ატომებს შორის (პოლარული).

ძნელი არ არის კოვალენტური პოლარული ბმის მქონე ნაერთის ფორმულის მითითება, თუ შევადარებთ ელექტრონეგატიურობის მნიშვნელობებს, რომლებიც ქმნიან ატომების მოლეკულებს. ელექტრონეგატიურობაში სხვაობის არარსებობა განსაზღვრავს არაპოლარულობას. თუ განსხვავებაა, მაშინ მოლეკულა პოლარული იქნება.

არ გამოტოვოთ: განათლების მექანიზმი, შემთხვევის შესწავლა.

კოვალენტური არაპოლარული ქიმიური ბმა

ტიპიურია მარტივი ნივთიერებებისთვის, არალითონებისთვის. ელექტრონები თანაბრად მიეკუთვნებიან ატომებს და ელექტრონის სიმკვრივეში ცვლა არ ხდება.

შემდეგი მოლეკულები მაგალითებია:

H2, O2, O3, N2, F2, Cl2.

გამონაკლისია ინერტული აირები. მათი გარე ენერგეტიკული დონე მთლიანად ივსება და მოლეკულების წარმოქმნა მათთვის ენერგიულად არახელსაყრელია და, შესაბამისად, ისინი არსებობენ ცალკეული ატომების სახით.

ასევე, არაპოლარული კოვალენტური ბმის მქონე ნივთიერებების მაგალითი იქნება, მაგალითად, PH3. იმისდა მიუხედავად, რომ ნივთიერება შედგება სხვადასხვა ელემენტისგან, ელემენტების ელექტრონეგატიურობის მნიშვნელობები ფაქტობრივად არ განსხვავდება, რაც ნიშნავს, რომ არ იქნება ელექტრონული წყვილის გადაადგილება.

კოვალენტური პოლარული ქიმიური ბმა

კოვალენტური პოლარული კავშირის გათვალისწინებით, არსებობს მრავალი მაგალითი: HCl, H2O, H2S, NH3, CH4, CO2, SO3, CCl4, SiO2, CO.

წარმოიქმნება არამეტალების ატომებს შორისსხვადასხვა ელექტროუარყოფითობით. ამ შემთხვევაში, უფრო დიდი ელექტრონეგატიურობის მქონე ელემენტის ბირთვი იზიდავს საერთო ელექტრონებს თავისთან უფრო ახლოს.

კოვალენტური პოლარული ბმის წარმოქმნის სქემა

ფორმირების მექანიზმიდან გამომდინარე, საერთო შეიძლება გახდეს ერთი ან ორივე ატომის ელექტრონები.

სურათზე ნათლად ჩანს ჰიდროქლორინის მჟავას მოლეკულაში ურთიერთქმედება.

ელექტრონის წყვილი ეკუთვნის როგორც ერთ ატომს, ასევე მეორეს, ორივეს, ამიტომ გარე დონეები ივსება. მაგრამ უფრო ელექტროუარყოფითი ქლორი იზიდავს წყვილ ელექტრონს თავისთან ოდნავ უფრო ახლოს (თუმცა ის ჩვეულებრივ რჩება). სხვაობა ელექტრონეგატიურობაში არ არის საკმარისად დიდი იმისთვის, რომ ელექტრონების წყვილი მთლიანად გადავიდეს ერთ-ერთ ატომში. შედეგი არის ნაწილობრივი უარყოფითი მუხტი ქლორისთვის და ნაწილობრივ დადებითი მუხტი წყალბადისთვის. HCl მოლეკულა არის პოლარული მოლეკულა.

ბმის ფიზიკური და ქიმიური თვისებები

კომუნიკაცია შეიძლება ხასიათდებოდეს შემდეგი თვისებებით: მიმართულება, პოლარობა, პოლარიზება და გაჯერება.

კოვალენტური ბმა(ლათინურიდან "with" ერთობლივად და "vales", რომელსაც აქვს ეფექტი) ხორციელდება ელექტრონული წყვილით, რომელიც ეკუთვნის ორივე ატომს. წარმოიქმნება არამეტალების ატომებს შორის.

არამეტალების ელექტრონეგატიურობა საკმაოდ დიდია, ამიტომ არამეტალების ორი ატომის ქიმიური ურთიერთქმედებისას ელექტრონების სრული გადატანა ერთიდან მეორეზე (როგორც ამ შემთხვევაში) შეუძლებელია. ამ შემთხვევაში აუცილებელია ელექტრონების გაერთიანება.

მაგალითად, განვიხილოთ წყალბადის და ქლორის ატომების ურთიერთქმედება:

H 1s 1 - ერთი ელექტრონი

Cl 1s 2 2s 2 2 გვ6 3 s2 3 p5 - შვიდი ელექტრონი გარე დონეზე

ორი ატომიდან თითოეულს აკლია ერთი ელექტრონი, რათა ჰქონდეს სრული გარე ელექტრონული გარსი. და თითოეული ატომი გამოყოფს "საერთო გამოყენებისთვის" ერთ ელექტრონს. ამრიგად, ოქტეტის წესი დაკმაყოფილებულია. ამის წარმოდგენის საუკეთესო გზაა ლუისის ფორმულები:

კოვალენტური ბმის ფორმირება

საერთო ელექტრონები ახლა ორივე ატომს ეკუთვნის. წყალბადის ატომს აქვს ორი ელექტრონი (თავისი და ქლორის ატომის საერთო ელექტრონი), ხოლო ქლორის ატომს აქვს რვა ელექტრონი (თავისი პლუს წყალბადის ატომის საერთო ელექტრონი). ეს ორი საერთო ელექტრონი ქმნის კოვალენტურ კავშირს წყალბადისა და ქლორის ატომებს შორის. ნაწილაკი წარმოიქმნება ორი ატომის კავშირის გამოძახებისას მოლეკულა.

არაპოლარული კოვალენტური ბმა

კოვალენტური ბმა შეიძლება ჩამოყალიბდეს ორს შორის იგივეატომები. Მაგალითად:

ეს დიაგრამა განმარტავს, თუ რატომ არსებობს წყალბადი და ქლორი, როგორც დიატომური მოლეკულები. ორი ელექტრონის დაწყვილებისა და სოციალიზაციის წყალობით შესაძლებელია ორივე ატომის ოქტეტის წესის შესრულება.

ერთჯერადი ბმების გარდა, ორმაგი ან სამმაგი კოვალენტური ბმა შეიძლება ჩამოყალიბდეს, მაგალითად, ჟანგბადის O 2 ან აზოტის N 2 მოლეკულებში. აზოტის ატომს აქვს ხუთი ვალენტური ელექტრონი, ამიტომ გარსის დასასრულებლად საჭიროა კიდევ სამი ელექტრონი. ეს მიიღწევა სამი წყვილი ელექტრონის გაზიარებით, როგორც ეს ნაჩვენებია ქვემოთ:

კოვალენტური ნაერთები, როგორც წესი, არის აირები, სითხეები ან შედარებით დაბალი დნობის მყარი. ერთ-ერთი იშვიათი გამონაკლისი არის ბრილიანტი, რომელიც დნება 3500°C-ზე ზემოთ. ეს გამოწვეულია ალმასის სტრუქტურით, რომელიც არის კოვალენტურად შეკრული ნახშირბადის ატომების უწყვეტი ბადე და არა ცალკეული მოლეკულების კრებული. სინამდვილეში, ნებისმიერი ალმასის კრისტალი, მიუხედავად მისი ზომისა, არის ერთი უზარმაზარი მოლეკულა.

კოვალენტური ბმა წარმოიქმნება, როდესაც ორი არამეტალის ატომის ელექტრონები უერთდებიან ერთმანეთს. მიღებულ სტრუქტურას მოლეკულა ეწოდება.

პოლარული კოვალენტური ბმა

უმეტეს შემთხვევაში, ორ კოვალენტურ ატომს აქვს განსხვავებულიელექტრონეგატიურობა და საერთო ელექტრონები არ მიეკუთვნება ორ ატომს თანაბრად. უმეტეს შემთხვევაში ისინი უფრო ახლოს არიან ერთ ატომთან, ვიდრე მეორესთან. მაგალითად, წყალბადის ქლორიდის მოლეკულაში, ელექტრონები, რომლებიც ქმნიან კოვალენტურ კავშირს, მდებარეობს ქლორის ატომთან უფრო ახლოს, რადგან მისი ელექტრონეგატიურობა უფრო მაღალია, ვიდრე წყალბადის. თუმცა, განსხვავება ელექტრონების მიზიდვის უნარში არც ისე დიდია, რომ მოხდეს ელექტრონის სრული გადატანა წყალბადის ატომიდან ქლორის ატომში. ამრიგად, წყალბადისა და ქლორის ატომებს შორის კავშირი შეიძლება განიხილებოდეს, როგორც იონური ბმის (სრული ელექტრონების გადაცემა) და არაპოლარული კოვალენტური ბმის ჯვარი (ორ ატომს შორის ელექტრონების წყვილის სიმეტრიული განლაგება). ატომების ნაწილობრივი მუხტი აღინიშნება ბერძნული ასო δ. ასეთ კავშირს ე.წ პოლარული კოვალენტური ბმა, და ამბობენ, რომ წყალბადის ქლორიდის მოლეკულა პოლარულია, ანუ მას აქვს დადებითად დამუხტული ბოლო (წყალბადის ატომი) და უარყოფითად დამუხტული ბოლო (ქლორის ატომი).

ქვემოთ მოცემულ ცხრილში მოცემულია ბმების ძირითადი ტიპები და ნივთიერებების მაგალითები:

კოვალენტური ბმის წარმოქმნის გაცვლის და დონორ-აქცეპტორული მექანიზმი

1) გაცვლის მექანიზმი. თითოეული ატომი ხელს უწყობს თითო დაუწყვილებელ ელექტრონს საერთო ელექტრონულ წყვილში.

2) დონორ-აქცეპტორი მექანიზმი. ერთი ატომი (დონორი) უზრუნველყოფს ელექტრონულ წყვილს, ხოლო მეორე ატომი (მიმღები) უზრუნველყოფს ცარიელ ორბიტალს ამ წყვილისთვის.