Lungimea legăturii covalente numită distanța dintre nucleele atomilor care formează o legătură. Lungimea legăturii este direct legată de raza atomului - cu cât este mai mare, cu atât este mai lungă legătura.

Valorile razelor covalente ale unor atomi (pm; 10 -12 m):

• H = 30 pm;
• F=58;
• O = 73;
• N = 75;
• C=77;
• CI = 99;
• S=103;
• P=110;
• Si = 118;
• Al = 130.

În moleculele simetrice (H 2, F 2, Cl 2 ...), jumătate din lungimea legăturii se numește raza covalentă. Cunoscând raza covalentă, este foarte ușor de calculat lungimea unei legături covalente dintr-o moleculă. De exemplu, lungimea legăturii covalente a moleculei de HF = 30 + 58 = 88 pm.

2. Energia unei legături covalente

Sub energia legăturii covalente(exprimat în kcal / mol sau kJ / mol) înțelegem de obicei energia necesară pentru a rupe legătura (când se formează o legătură covalentă, energia este eliberată, când este ruptă, este absorbită). Cu cât energia de legătură este mai mare, cu atât legătura este mai puternică.

Energia legăturii depinde de lungimea acesteia - cu cât legătura din moleculă este mai lungă, cu atât este mai ușor să o rupeți (cheltuiți mai puțină energie).

Energiile de legare ale unor molecule (kJ/mol):

• H2 = 453 (lungimea legăturii = 60 pm);
• CI2 = 242 (198 pm);
• HCI = 431 (129 pm).

3. Polaritatea unei legături covalente

Această caracteristică afișează locația perechii de electroni a doi atomi care formează o legătură. Gradul de polaritate a legăturii depinde de mărimea electronegativității atomilor care formează legătura (cu cât este mai mare, cu atât polaritatea legăturii este mai mare). Într-o legătură covalentă mai polară, perechea de electroni partajată este mai predispusă către atomul mai electronegativ (vezi conceptul de electronegativitate).

Electronegativitatea este o valoare tabelară determinată de scala de sondare. Este mult mai important să cunoaștem nu electronegativitatea atomului în sine, ci diferența dintre aceste valori din moleculă - care dintre atomi este mai electronegativ și care este mai puțin.

Polaritatea unei legături covalente este cuantificată folosind moment dipol(µ), în timp ce un sistem de două sarcini echivalente, dar opuse ca semn, este numit dipol.

Este foarte important să se facă distincția între momentul dipol al unei legături covalente (polaritatea acesteia) și momentul dipol al moleculei în ansamblu. În moleculele diatomice simple, acești doi parametri sunt egali unul cu celălalt. O imagine complet diferită este observată în moleculele complexe, în care momentul dipol al moleculei este suma vectorilor momentelor dipolare ale legăturilor individuale.

4. Polarizabilitatea unei legături covalente

Polarizabilitatea se referă la gradul în care electronii pot fi deplasați de un câmp electric extern generat de ioni sau alte molecule polare.

Polarizabilitatea unei legături covalente este direct proporțională cu lungimea acesteia, ceea ce, în general, este logic - cu cât un electron este mai departe de nucleul unui atom, cu atât este mai slab atras de el, prin urmare, este mai ușor să se deplaseze în exterior. influență asupra acesteia. Astfel, odată cu creșterea lungimii legăturii, polarizabilitatea acesteia crește, ceea ce, la rândul său, duce la o creștere a rezistenței acizilor (de exemplu, acidul iodhidric este mai puternic decât acidul fluorhidric).

Polarizabilitatea și polaritatea unei legături sunt invers legate: o legătură mai puțin polară este mai polarizată și invers.

5. Saturarea unei legături covalente

Saturația este capacitatea unui atom de a forma un anumit număr de legături covalente - toți electronii „nepereche” ai atomului tind să ia parte la formarea unei legături. De exemplu, un atom de hidrogen are doar un electron nepereche, în timp ce un atom de azot are trei. Din acest motiv, cel mai stabil compus chimic va fi NH3, dar nu NH sau NH2.

6. Orientarea legăturii covalente

Orientarea caracterizează orientarea spațială a unei legături covalente în raport cu alte legături ale moleculei. În molecule, electronii legăturilor covalente și perechile libere de electroni experimentează în mod constant repulsie reciprocă, în urma căreia legăturile covalente sunt situate în așa fel încât unghiul de legătură dintre ele să corespundă principiului celei mai mici respingeri între electroni (de exemplu , într-o moleculă de apă, unghiul de legătură este de 104,5 °).

7. Multiplicitatea unei legături covalente

În unele cazuri, între atomi pot apărea nu una, ci două (legătură dublă) sau trei (legătură triplă) perechi de electroni comuni (așa-numitele legături multiple).

O legătură covalentă dublă se formează în atomii care au doi electroni nepereche; triplu - pentru atomii care au trei electroni nepereche (vezi Legături multiple).

După cum se poate observa din tabelul de mai jos, molecula de azot este de aproximativ 7 ori „mai puternică” decât molecula de fluor.

Tabelul dependenței lungimii și rezistenței unei legături covalente de multiplicitatea acesteia.

Lungimea comunicarii - distanta internucleara. Cu cât această distanță este mai mică, cu atât legătura chimică este mai puternică. Lungimea legăturii depinde de razele atomilor care o formează: cu cât atomii sunt mai mici, cu atât legătura dintre ei este mai scurtă. De exemplu, lungimea legăturii H-O este mai scurtă decât lungimea legăturii H-N (datorită schimbului mai mic al atomului de oxigen).

O legătură ionică este un caz extrem al unei legături covalente polare.

Conexiune metalica.

Condiția prealabilă pentru formarea acestui tip de conexiune este:

1) prezența unui număr relativ mic de electroni la nivelurile exterioare ale atomilor;

2) prezența unor orbitali goali (vacante) la nivelurile exterioare ale atomilor de metal

3) energie de ionizare relativ scăzută.

Luați în considerare formarea unei legături metalice folosind sodiu ca exemplu. Electronul de valență al sodiului, care este situat la subnivelul 3s, se poate mișca relativ ușor de-a lungul orbitalilor gol ai stratului exterior: de-a lungul 3p și 3d. Când atomii se apropie unul de celălalt ca urmare a formării unei rețele cristaline, orbitalii de valență ai atomilor vecini se suprapun, datorită cărora electronii se mișcă liber de la o orbită la alta, făcând o legătură între TOȚI atomii cristalului metalic.

La nodurile rețelei cristaline se află ioni încărcați pozitiv și atomi de metal, iar între ei se află electroni care se pot mișca liber în rețeaua cristalină. Acești electroni devin comuni tuturor atomilor și ionilor metalului și sunt numiți „gazul de electroni”. Legătura dintre toți ionii metalici încărcați pozitiv și electronii liberi din rețeaua cristalină a metalelor se numește legatura metalica.

Prezența unei legături metalice determină proprietățile fizice ale metalelor și aliajelor: duritate, conductivitate electrică, conductivitate termică, maleabilitate, ductilitate, luciu metalic. Electronii liberi pot transporta căldură și electricitate, deci sunt cauza principalelor proprietăți fizice care disting metalele de nemetale - conductivitate electrică și termică ridicată.

Legătură de hidrogen.

legătură de hidrogen apare între molecule care includ hidrogen și atomi cu EO mare (oxigen, fluor, azot). Legăturile covalente H-O, H-F, H-N sunt puternic polare, datorită cărora se acumulează un exces de sarcină pozitivă pe atomul de hidrogen, iar un exces de sarcină negativă se acumulează pe polii opuși. Forțele de atracție electrostatică apar între poli încărcați opus - legături de hidrogen.

Legăturile de hidrogen pot fi atât intermoleculare, cât și intramoleculare. Energia unei legături de hidrogen este de aproximativ zece ori mai mică decât energia unei legături covalente convenționale, dar cu toate acestea, legăturile de hidrogen joacă un rol important în multe procese fizico-chimice și biologice. În special, moleculele de ADN sunt elice duble în care două lanțuri de nucleotide sunt legate prin legături de hidrogen. Legăturile intermoleculare de hidrogen dintre apă și moleculele de fluorură de hidrogen pot fi reprezentate (puncte) după cum urmează:

Substanțele cu o legătură de hidrogen au rețele de cristal moleculare. Prezența unei legături de hidrogen duce la formarea de asociați de molecule și, în consecință, la creșterea punctelor de topire și de fierbere.

Pe lângă principalele tipuri de legături chimice enumerate, există și forțe universale de interacțiune între orice molecule care nu duc la ruperea sau formarea de noi legături chimice. Aceste interacțiuni se numesc forțe van der Waals. Ele provoacă atracția moleculelor unei anumite substanțe (sau diferitelor substanțe) unele față de altele în stare lichidă și solidă de agregare.

Diferite tipuri de legături chimice determină existența diferitelor tipuri de rețele cristaline (tabel).

Substantele moleculare au structura moleculara. Astfel de substanțe includ toate gazele, lichidele, precum și substanțele solide cu o rețea cristalină moleculară, cum ar fi iodul. Solidele cu o rețea atomică, ionică sau metalică au structură nemoleculară, nu conțin molecule.

Masa

Caracteristica rețelei cristaline	Tip rețea cristalină
Molecular	ionic	Atomic	metal
Particule la locurile rețelei	molecule	Cationi și anioni	atomi	Cationi și atomi de metal
Natura conexiunii dintre particule	Forțe de interacțiune intermoleculară (inclusiv legături de hidrogen)	Legături ionice	legaturi covalente	conexiune metalica
Forța de legătură	Slab	durabil	Foarte rezistent	putere diferită
Proprietăți fizice distincte ale substanțelor	Fuzibil sau sublimant, duritate scăzută, multe solubile în apă	Refractare, dure, casante, multe solubile în apă. Soluțiile și topiturile conduc electricitatea	Foarte refractar, foarte dur, practic insolubil în apă	Conductivitate electrică și termică ridicată, luciu metalic, ductilitate.
Exemple de substanțe	Substanțe simple - nemetale (în stare solidă): Cl 2, F 2, Br 2, O 2, O 3, P 4, sulf, iod, (cu excepția siliciului, diamantului, grafitului); substanțe complexe formate din atomi nemetalici (cu excepția sărurilor de amoniu): apă, gheață carbonică, acizi, halogenuri nemetalice: PCl 3, SiF 4, CBr 4, SF 6, substanțe organice: hidrocarburi, alcooli, fenoli, aldehide etc. .	Săruri: clorură de sodiu, azotat de bariu etc.; alcaline: hidroxid de potasiu, hidroxid de calciu, săruri de amoniu: NH 4 Cl, NH 4 NO 3 etc., oxizi metalici, nitruri, hidruri etc. (compuși ai metalelor cu nemetale)	Diamant, grafit, siliciu, bor, germaniu, oxid de siliciu (IV) - silice, SiC (carborundum), fosfor negru (P).	Cupru, potasiu, zinc, fier și alte metale
Compararea substanțelor după punctele de topire și de fierbere.
	Datorită forțelor slabe ale interacțiunii intermoleculare, astfel de substanțe au cele mai scăzute puncte de topire și fierbere. Mai mult, cu cât greutatea moleculară a substanței este mai mare, cu atât t 0 pl este mai mare. are. Excepție fac substanțele dintre moleculele cărora se pot forma legături de hidrogen. De exemplu, HF are un t 0 pl. mai mare decât HCl.	Substanțele au t 0 pl. mare, dar mai scăzută decât substanțele cu o rețea atomică. Cu cât sunt mai mari încărcăturile ionilor care se află la locurile rețelei și cu cât distanța dintre ele este mai mică, cu atât este mai mare punctul de topire al substanței. De exemplu, t 0 pătrat. CaF2 este mai mare decât t 0 pl. CE FACI.	Au cel mai mare t 0 pl. Cu cât legătura dintre atomii din rețea este mai puternică, cu atât t 0 pl este mai mare. are substanță. De exemplu, Si are un pătrat t 0 mai mic decât C.	Metalele au t0 pl. diferite: de la -37 0 С pentru mercur la 3360 0 С pentru wolfram.

Definiție

O legătură covalentă este o legătură chimică formată ca urmare a socializării atomilor electronilor lor de valență. O condiție obligatorie pentru formarea unei legături covalente este suprapunerea orbitalilor atomici (AO), pe care se află electronii de valență. În cel mai simplu caz, suprapunerea a două AO conduce la formarea a doi orbitali moleculari (MO): un MO de legare și un MO de antilegare (slăbire). Electronii partajați sunt localizați pe un MO de legare de energie mai mică:

Educație în comunicare

Legatura covalenta (legatura atomica, legatura homeopolara) - o legatura intre doi atomi datorita socializarii (partajarea electronilor) a doi electroni - cate unul de la fiecare atom:

A. + B. -> A: B

Din acest motiv, relația homeopolară are un caracter direcțional. O pereche de electroni care formează o legătură aparține simultan ambilor atomi de legătură, de exemplu:

	..		..						..
:	Cl	:	Cl	:			H	:	O	:	H
	..		..						..

Tipuri de legături covalente

Există trei tipuri de legături chimice covalente care diferă în mecanismul formării lor:

1. Legătură covalentă simplă. Pentru formarea sa, fiecare dintre atomi furnizează un electron nepereche. Când se formează o legătură covalentă simplă, sarcinile formale ale atomilor rămân neschimbate. Dacă atomii care formează o legătură covalentă simplă sunt aceiași, atunci adevăratele sarcini ale atomilor din moleculă sunt, de asemenea, aceleași, deoarece atomii care formează legătura dețin în mod egal o pereche de electroni socializată, o astfel de legătură se numește covalentă nepolară. legătură. Dacă atomii sunt diferiți, atunci gradul de proprietate al unei perechi socializate de electroni este determinat de diferența de electronegativitate a atomilor, un atom cu o electronegativitate mai mare are o pereche de electroni de legătură într-o măsură mai mare și, prin urmare, adevăratul său sarcina are semn negativ, un atom cu o electronegativitate mai mica capata, respectiv, aceeasi sarcina, dar cu semn pozitiv.

Legături Sigma (σ), pi (π) - o descriere aproximativă a tipurilor de legături covalente din moleculele compușilor organici, legătura σ este caracterizată prin faptul că densitatea norului de electroni este maximă de-a lungul axei care leagă nucleele atomilor. Când se formează o legătură π, apare așa-numita suprapunere laterală a norilor de electroni, iar densitatea norului de electroni este maximă „deasupra” și „dedesubtul” planului legăturii σ. De exemplu, luați etilenă, acetilenă și benzen.

În molecula de etilenă C 2 H 4 există o legătură dublă CH 2 \u003d CH 2, formula sa electronică este: H: C:: C: H. Nucleele tuturor atomilor de etilenă sunt situate în același plan. Trei nori de electroni ai fiecărui atom de carbon formează trei legături covalente cu alți atomi din același plan (cu unghiuri între ei de aproximativ 120°). Norul celui de-al patrulea electron de valență al atomului de carbon este situat deasupra și sub planul moleculei. Astfel de nori de electroni ai ambilor atomi de carbon, suprapunându-se parțial deasupra și sub planul moleculei, formează o a doua legătură între atomii de carbon. Prima legătură covalentă, mai puternică, între atomii de carbon se numește legătură σ; a doua legătură covalentă, mai puțin puternică, se numește legătură π.

Într-o moleculă liniară de acetilenă

H-S≡S-N (N: S::: S: N)

există legături σ între atomii de carbon și hidrogen, o legătură σ între doi atomi de carbon și două legături π între aceiași atomi de carbon. Două legături π sunt situate deasupra sferei de acțiune a legăturii σ în două plane reciproc perpendiculare.

Toți cei șase atomi de carbon ai moleculei de benzen ciclic C 6 H 6 se află în același plan. Legăturile σ acţionează între atomii de carbon din planul inelului; aceleași legături există pentru fiecare atom de carbon cu atomi de hidrogen. Fiecare atom de carbon cheltuiește trei electroni pentru a face aceste legături. Norii de electroni de valență al patrulea ai atomilor de carbon, având formă de opt, sunt situați perpendicular pe planul moleculei de benzen. Fiecare astfel de nor se suprapune în mod egal cu norii de electroni ai atomilor de carbon vecini. În molecula de benzen, nu se formează trei legături π separate, ci un singur sistem de electroni π de șase electroni, comun tuturor atomilor de carbon. Legăturile dintre atomii de carbon din molecula de benzen sunt exact aceleași.

O legătură covalentă se formează ca urmare a socializării electronilor (cu formarea de perechi de electroni comune), care are loc în timpul suprapunerii norilor de electroni. Norii de electroni cu doi atomi participă la formarea unei legături covalente. Există două tipuri principale de legături covalente:

• O legătură covalentă nepolară se formează între atomii nemetalici ai aceluiași element chimic. Substanțele simple au o astfel de legătură, de exemplu, O 2; N2; C 12 .
• O legătură polară covalentă se formează între atomi de diferite nemetale.

Vezi si

Literatură

• „Dicționar enciclopedic chimic”, M., „Enciclopedia sovietică”, 1983, p.264.

Chimie organica
Lista compușilor organici

Chimie structurală
Legătură chimică:	Aromaticitate | legătură covalentă| Legatura ionica | Racord metalic | Legătura de hidrogen | Legătura donor-acceptor | Tautomerism
Afișarea structurii:	Grupa functionala | Formula structurală | Formula chimică | ligand
Proprietăți electronice:	Electronegativitate | Afinitate electronică | Energia de ionizare | Dipol | Regula Octet
Stereochimie:	Atom asimetric | Izomerie | Configurare | Chiralitate | Conformaţie

Fundația Wikimedia. 2010 .

• Marea Enciclopedie Politehnică

LEGATURA CHIMICA Mecanismul prin care atomii se combina pentru a forma molecule. Există mai multe tipuri de astfel de legături, bazate fie pe atracția sarcinilor opuse, fie pe formarea unor configurații stabile prin schimbul de electroni. ... ... Dicționar enciclopedic științific și tehnic

legătură chimică- LEGĂTURA CHIMĂ, interacțiunea atomilor, determinând legătura lor în molecule și cristale. Forțele care acționează în timpul formării unei legături chimice sunt în principal de natură electrică. Formarea unei legături chimice este însoțită de o rearanjare ...... Dicţionar Enciclopedic Ilustrat

Atracția reciprocă a atomilor, ducând la formarea de molecule și cristale. Se obișnuiește să se spună că într-o moleculă sau într-un cristal între atomi învecinați există ch. Valența unui atom (care este discutată mai detaliat mai jos) indică numărul de legături ... Marea Enciclopedie Sovietică

legătură chimică- atracția reciprocă a atomilor, ducând la formarea de molecule și cristale. Valența unui atom arată numărul de legături formate de un atom dat cu cele învecinate. Termenul „structură chimică” a fost introdus de academicianul A. M. Butlerov în ... ... Dicţionar enciclopedic de metalurgie

O legătură ionică este o legătură chimică puternică formată între atomi cu o diferență mare de electronegativitate, în care o pereche de electroni comună este complet transferată la un atom cu o electronegativitate mai mare. Un exemplu este compusul CsF... Wikipedia

Legatura chimica este fenomenul de interactiune a atomilor, datorita suprapunerii norilor de electroni, particule de legare, care este insotita de o scadere a energiei totale a sistemului. Termenul „structură chimică” a fost introdus pentru prima dată de A. M. Butlerov în 1861 ...... Wikipedia

Legătura covalentă este caracterizată orientare in spatiu, polaritate, multiplicitate, energieși lungime.

După cum știm, orbitalii de electroni (cu excepția orbitalilor s) au orientare spatiala. Legătura covalentă, care este rezultatul interacțiunilor electron-nuclear, este situată într-o anumită direcție în raport cu nucleele acestor atomi. Dacă norii de electroni se suprapun în direcția liniei drepte care leagă nucleele atomilor (adică de-a lungul axei legăturii), o astfel de legătură covalentă se numește s-bond(legatura sigma). De exemplu, în moleculele H2, Cl2, HC1, atomii sunt legați printr-o legătură s covalentă. Legăturile sigma covalente se formează atunci când orbitalii se suprapun: s- s (ca în H 2): s - R(ca și în HC1), R- R(ca în C1 2).

Când orbitalii p direcționați perpendicular pe axa de legătură se suprapun, se formează două regiuni suprapuse pe ambele părți ale axei de legătură. O astfel de legătură covalentă se numește legătură p (legătură pi) (Fig. 6). De exemplu, într-o moleculă de azot, atomii sunt legați printr-o legătură S și două legături p (Fig. 7).

Orez. 6. Reprezentarea schematică a legăturii p

Orez. 7. Reprezentarea schematică a legăturilor s- și p într-o moleculă de azot

Orientarea legăturii covalente determină structura spațială a moleculelor, adică forma lor. Molecula de clorură de hidrogen are o formă liniară: se formează folosind o legătură s (orbitali s - p). Molecula de apă are o structură unghiulară: se formează ca urmare a suprapunerii orbitalilor s a doi atomi de hidrogen cu doi orbitali p reciproc perpendiculari ai atomului de oxigen (Fig. 8). Prin urmare, unghiul dintre legăturile s dintr-o moleculă de apă trebuie să fie egal cu 90°. De fapt, unghiul este de 104,5°, ceea ce se explică prin fenomenul de hibridizare. Molecula de amoniac are forma unei piramide regulate, molecula de metan are forma unui tetraedru.

Orez. 8. Structura moleculei de apă

Polaritatea comunicării este determinată de asimetria în distribuția norului de electroni comun de-a lungul axei legăturii.

Dacă perechile de electroni comuni sunt situate simetric față de ambele nuclee, atunci o astfel de legătură covalentă se numește nepolară.

În moleculele de substanțe simple - hidrogen H 2, oxigen O 2, azot N 2, clor C1 2, fluor F 2, atomii sunt legați printr-o legătură covalentă nepolară.

Dacă perechile de electroni obișnuiți sunt deplasate către unul dintre atomi (acestea sunt situate asimetric în raport cu nucleele diferiților atomi), atunci o astfel de legătură covalentă se numește polară.

Legătura din moleculele de apă H 2 O, amoniac NH 3, acid clorhidric HC1 este polară.

multiplicitate legătura covalentă este determinată de numărul de perechi de electroni partajați care leagă atomii.

Legătura dintre doi atomi folosind o pereche de electroni se numește simplu(legături H - C1, C - H, H - O etc.). O legătură între doi atomi folosind două perechi de electroni se numește dubla. O legătură între doi atomi folosind trei perechi de electroni se numește triplu.

De exemplu, se observă o legătură dublă între atomii de carbon din etilenă H 2 C \u003d CH 2, se observă o legătură triplă în moleculele de azot N N, acetilena H - C C - H.

Lungimea link-ului este distanța de echilibru dintre nucleele atomilor. Lungimea legăturii este exprimată în nanometri (nm). Cu cât lungimea legăturii este mai mică, cu atât legătura chimică este mai puternică. Forța unei legături este măsurată prin energia acesteia.

Energie legată este egală cu munca care trebuie cheltuită pentru a rupe legătura. Exprimă energia de legare în kilojuli pe mol (kJ/mol); de exemplu, într-o moleculă de hidrogen, energia de legare este de 435 kJ/mol. Energia legăturii crește odată cu scăderea lungimii legăturii (Tabelul 10).

Tabelul 10 Tipul, lungimea și energia legăturilor din moleculele anumitor substanțe

Energia legăturii crește odată cu creșterea multiplicității legăturilor (Tabelul 11).

Tabelul 11 Lungimea legăturii și energia între atomii de azot și între atomii de carbon

Procesul de formare a legăturilor continuă cu eliberarea de energie (proces exotermic),și procesul de rupere a legăturii - cu absorbția de energie (proces endotermic).

Polaritatea moleculelor

Polaritatea moleculelor depinde de polaritatea legăturilor individuale și de localizarea lor în moleculă (adică de structura moleculelor).

Molecule de substanțe simple (H 2, F 2, N 2 etc.) formate din legături covalente nepolare, nepolar.

Moleculele de substanțe complexe pot fi atât nepolare, cât și polare. Exemple de substanțe cu molecule nepolare: dioxid de carbon CO 2, metan CH 4, benzen C 6 H 6, glucoză C 6 H 12 O 6, dimetil eter C 2 H 6 O etc. Exemple de substanțe cu molecule polare: sulf dioxid de SO 2, apă H 2 O, amoniac NH 3, alcool etilic C 2 H 5 OH etc.

În moleculele nepolare, „centrul de greutate” al norului de electroni coincide cu „centrul de greutate” al sarcinii pozitive a nucleelor. În moleculele polare, „centrul de greutate” al norului de electroni nu coincide cu „centrul de greutate” al sarcinii pozitive.

De exemplu, într-o moleculă de acid clorhidric HC1, densitatea electronilor în apropierea nucleului de clor este mai mare decât în ​​apropierea nucleului de hidrogen, adică atomul de clor are o sarcină negativă q = - 0,18, iar atomul de hidrogen are o sarcină pozitivă q-= + 0,18. Taxe (q) atomii dintr-o moleculă se numesc .eficient. Prin urmare, moleculele polare pot fi considerate ca dipoli electrici,în care sarcinile, diferite ca semn dar egale ca mărime, sunt situate la o anumită distanță unele de altele. Măsura polarității moleculelor este momentul electric al dipolului.

Momentul electric al unui dipol este produsul dintre sarcina efectivă înmulțită cu distanța dintre centrele sarcinilor pozitive și negative din moleculă. Momentul electric al unui dipol într-o moleculă depinde de structura acesteia. Prezența sau absența momentului electric al dipolului face posibilă aprecierea structurii geometrice a moleculei. De exemplu, molecula de CO 2 este nepolară, în timp ce molecula de SO 2 are un moment dipol electric. Rezultă că molecula de CO 2 are o structură liniară, iar molecula de SO 2 are o structură unghiulară.

Proprietățile substanțelor depind de polaritatea moleculelor. Substanțele ale căror molecule sunt polare au puncte de fierbere și de topire mai mari decât substanțele ale căror molecule sunt nepolare. Acest lucru se datorează atracției reciproce a moleculelor polare.

Electronegativitatea

Capacitatea atomilor unui element chimic de a atrage perechi de electroni comune se numește electronegativitate.

Electronegativitatea unui element este determinată de suma energiei sale de ionizare și a afinității electronice. Electronegativitatea relativă a atomilor unor elemente este dată în tabel. 12.

Tabelul 12 Electronegativitatea relativă a unor elemente

Perioadă	grup
	eu	II	III	IV	V	VI	VII
	H 2,1
	Li 0,98	Fii 1,5	În 2.0	De la 2.5	N 3,07	Aproximativ 3.50	F4.0
	Na 0,93	Mg 1,2	Al 1,6	Si 1.9	P 2.2	S 2,6	CI 3,0
	K 0,91	Ca 1,04	Ga 1,8	Ge 2.0	Ca 2.1	A se vedea 2.5	Br2.8
	Rb 0,89	Sr 0,99	În 1.5	sn 1.7	Sb 1.8	Cele 2.1	I 2.6

Cu cât electronegativitatea unui atom este mai mare, cu atât mai puternic atrage o pereche de electroni comună. Când se formează o legătură covalentă între doi atomi de elemente diferite, perechile de electroni împărtășite se deplasează către atomul mai electronegativ. De exemplu, în molecula de apă H2O, perechile de electroni comuni sunt deplasate la atomul de oxigen.

Electronegativitatea relativă a unui atom nu este o valoare strict constantă și este utilizată numai pentru a determina direcția deplasării perechilor de electroni comuni în timpul formării moleculelor.

Electronegativitatea elementelor respectă legea periodică. Într-o perioadă, electronegativitatea elementelor crește odată cu creșterea numărului atomic al elementului. La începutul perioadei sunt elemente cu electronegativitate scăzută (metale), iar la sfârșitul perioadei elemente cu electronegativitate cea mai mare (nemetale).În subgrupă, electronegativitatea elementelor scade cu creșterea numărului de serie. Cel mai electronegativ element din tabelul periodic este fluorul.Elementele inerte nu au electronegativitate.

Elementele chimice pot fi aranjate într-un rând în ordinea crescătoare a electronegativității.

Sb, Si. B, As. H, Te. R. C, Se, I, S, Br. CI, N. O, F

electronegativitatea crește

Electronegativitatea caracterizează diferența dintre proprietățile elementelor. Prin urmare, este utilizat ca o caracteristică calitativă în determinarea naturii unei legături chimice în diverși compuși.

Legătură ionică

Când compușii sunt formați din elemente care sunt foarte diferite în electronegativitate (metale tipice și nemetale tipice), perechile de electroni obișnuiți sunt complet mutate la atomul mai electronegativ. Ca urmare, ionii.

De exemplu, în timpul arderii sodiului în clor, electronul 3s nepereche al atomului de sodiu se asociază cu electronul 3p al atomului de clor. Perechea de electroni partajată se deplasează complet la atomul de clor. Ca rezultat, se formează ion de sodiu Na + și ion de clorură CI -.

Particulele încărcate, în care atomii se transformă ca urmare a întoarcerii sau adăugării electronilor, se numesc ioni.

Sarcina unui ion negativ este egală cu numărul de electroni pe care i-a atașat atomul. Sarcina unui ion pozitiv este egală cu numărul de electroni pe care i-a donat atomul.

Nononii cu încărcare opusă se atrag unul pe altul.

Compușii care se formează din ioni se numesc ionici. Legătura dintre ioni se numește ionică.

Nu există o graniță clară între legăturile ionice și covalente. O legătură ionică poate fi considerată un caz extrem al unei legături polare covalente (Fig. 9). Spre deosebire de legăturile covalente, legăturile ionice sunt nedirecționale.

Procesul de donare a electronilor se numește oxidare. Procesul de adăugare a electronilor se numește reducere.

De exemplu, când sodiul reacționează cu clorul, atomul de sodiu donează un electron, este oxidat și se formează ion de sodiu Na - e-®Na +

Figura 9. Schema tranziției de la o legătură covalentă la una kionica

Atomul de clor atașează un electron, se reduce și se formează ionul de clorură Cl + e -®Cl - .

Metalele principalelor subgrupe ale grupelor I și II, atunci când sunt combinate cu nemetale din subgrupul principal al grupului VII, formează compuși ionici tipici. De exemplu, clorură de sodiu NaCl, fluorură de potasiu KF, clorură de calciu CaCl 2.

Compușii ionici sunt substanțe solide cristaline.

legătură de hidrogen

Un atom de hidrogen legat de un element extrem de electronegativ (fluor, oxigen, azot) poate forma o altă legătură cu un alt atom al unui element extrem de electronegativ. De exemplu, într-o moleculă de apă, atomii de hidrogen sunt legați de atomii de oxigen printr-o legătură covalentă polară. Perechile de electroni partajate sunt deplasate spre atomul de oxigen. Atomul de hidrogen are o sarcină parțială pozitivă, iar atomul de oxigen are o sarcină parțială negativă. Atomul de hidrogen încărcat pozitiv al unei molecule de apă este atras de atomul de oxigen încărcat negativ al altei molecule de apă. Între doi atomi de oxigen există o legătură formată cu ajutorul unui atom de hidrogen. Atomul de hidrogen se află pe o linie dreaptă care leagă nucleele acestor atomi

O ¾ H. . . O ¾ H. . . O ¾ H. . . O ¾ H

O legătură de hidrogen se formează datorită forțelor de atracție electrostatică a moleculelor polare unele față de altele, mai ales atunci când acestea conțin atomi de elemente puternic electronegative (F, O, N).

De exemplu, legăturile de hidrogen formează HF, H2O, NH3, dar nu formează analogii lor HCI, H2S, PH3.

Legăturile de hidrogen sunt instabile și se rup destul de ușor (de exemplu, când gheața se topește și apa fierbe), dar din moment ce este necesară o oarecare energie pentru a rupe aceste legături, punctele de topire și de fierbere ale substanțelor cu legături de hidrogen între molecule se dovedesc a fi mult mai mari decât cele ale unor substanţe asemănătoare, dar fără legături de hidrogen. De exemplu:

(în HF și H 2 O există legături de hidrogen, dar în HCl și H 2 S nu sunt).

Mulți compuși organici formează, de asemenea, legături de hidrogen, iar legăturile de hidrogen joacă un rol important în procesele biologice.

conexiune metalica

Metalele au cea mai mică energie de ionizare. Prin urmare, în metale, electronii de valență se desprind ușor de atomi individuali și devin comuni întregului cristal. (socializat). Așa se formează ionii metalici pozitivi și gaz de electroni- set de electroni mobili.Într-un cristal metalic, un număr mic de electroni împărtășiți leagă un număr mare de ioni.

Legătura chimică a metalelor dintre ionii pozitivi și electronii socializați se numește legătură metalică.

O legătură metalică este similară cu o legătură covalentă. Formarea acestor legături se bazează pe procesele de socializare a electronilor de valență. Dar într-un metal, electronii de valență sunt comuni întregului cristal, iar în compușii cu o legătură covalentă, numai electronii de valență ai doi atomi învecinați sunt comuni. Legătura metalică este nedirecțională, deoarece electronii de valență sunt distribuiți aproape uniform în întregul cristal.

O legătură metalică este caracteristică numai metalelor în stare solidă sau lichidă de agregare.

SOLUȚII

Informații similare.

Introducere. 3

1 Legătură covalentă. Noțiuni de bază. 4

2 Principalele caracteristici ale legăturii covalente. 6

3 tipuri de legături covalente. opt

4 Valența. zece

Introducere

Un număr relativ mic de elemente din sistemul periodic al lui Dmitri Ivanovich Mendeleev - 118 - formează aproximativ 10 milioane de substanțe simple și complexe. Motivul acestui fenomen constă în faptul că, interacționând între ei, atomii multor elemente se leagă unul de celălalt, formând diferiți compuși chimici.

Forța care conectează doi sau mai mulți atomi care interacționează în molecule sau alte particule se numește legătură chimică.

Motivul formării unei legături chimice este dorința atomilor metalici și nemetalici de a obține o structură electronică mai stabilă prin interacțiunea cu alți atomi. Când se formează o legătură chimică, structurile electronice ale atomilor de legătură sunt rearanjate semnificativ, prin urmare, multe dintre proprietățile lor în compuși se modifică.

În cuvântul „covalent” prefixul „co-” înseamnă „participare comună”. Și „valenta” în traducere în rusă - putere, abilitate. În acest caz, ne referim la capacitatea atomilor de a se lega de alți atomi. Un exemplu de legătură chimică este o legătură covalentă.

Termenul de legătură covalentă a fost inventat pentru prima dată de laureatul Nobel Irving Langmuir în 1919. Termenul se referea la o legătură chimică datorată posesiunii comune a electronilor, spre deosebire de o legătură metalică, în care electronii erau liberi, sau o legătură ionică, în care unul dintre atomi a donat un electron și a devenit un cation, iar alt atom a acceptat un electron și a devenit anion.

Mai târziu (1927), F. London și W. Heitler, folosind exemplul unei molecule de hidrogen, au oferit prima descriere a unei legături covalente din punctul de vedere al mecanicii cuantice.

legătură covalentă. Noțiuni de bază

Când se formează o legătură covalentă, atomii își unesc electronii, așa cum ar fi, într-o „pușculiță” comună - un orbital molecular, care se formează din învelișurile atomice ale atomilor individuali. Acest nou înveliș conține cât mai mulți electroni completi și înlocuiește atomii cu propriile lor învelișuri atomice incomplete.

Să luăm în considerare apariția unei legături covalente folosind exemplul formării unei molecule de hidrogen din doi atomi de hidrogen (Fig. 1). Acest proces este deja o reacție chimică tipică, deoarece dintr-o substanță (hidrogen atomic) se formează o alta - hidrogen molecular. Un semn extern al eficienței energetice a acestui proces este eliberarea unei cantități mari de căldură.

Orez. 1. Apariția unei legături covalente în timpul formării unei molecule de hidrogen din doi atomi de hidrogen.

Învelișurile de electroni ale atomilor de hidrogen (cu câte un electron s pentru fiecare atom) se contopesc într-un nor de electroni comun (orbital molecular), unde ambii electroni „servesc” nucleele, indiferent dacă acest nucleu este „propriu” sau „străin”.

Când învelișul de electroni a doi atomi de hidrogen se apropie și formează un nou înveliș de electroni, acum molecular (Fig. 1), acest nou înveliș este similar cu învelișul de electroni completat al atomului de gaz nobil heliu.

Cojile terminate, după cum ne amintim, sunt mai stabile decât cele neterminate. Astfel, energia totală a noului sistem, molecula de hidrogen, se dovedește a fi mult mai mică decât energia totală a doi atomi de hidrogen nelegați. Excesul de energie este eliberat sub formă de căldură.

În sistemul rezultat de doi atomi de hidrogen, fiecare nucleu este deservit de doi electroni. Într-un înveliș (molecular) nou, nu mai este posibil să distingem care dintre electroni au aparținut anterior unuia sau altuia. Se obișnuiește să se spună că electronii sunt socializați. Deoarece ambele nuclee revendică o pereche de electroni în mod egal, densitatea de electroni este concentrată atât în ​​jurul nucleelor, cât și în spațiul dintre atomi (acest lucru este prezentat în Fig. 2).

Orez. 2. Un alt mod de a descrie orbitalii atomici și moleculari

În figura 2, densitatea punctelor reflectă „densitatea electronilor”, adică probabilitatea de a găsi un electron în orice punct din spațiu în apropierea nucleelor ​​atomilor de hidrogen. Se poate observa că în spațiul dintre cei doi nuclei din molecula de hidrogen este concentrată o densitate electronică semnificativă.

O legătură covalentă este legarea atomilor cu ajutorul perechilor de electroni comuni (împărtășite între ei). O legătură covalentă este formată numai de o pereche de electroni situată între atomi. Se numește pereche divizată. Perechile de electroni rămase sunt numite perechi singure. Ele umplu cojile și nu participă la legare.

Principalele caracteristici ale unei legături covalente

Principalele caracteristici ale unei legături covalente sunt: ​​lungimea legăturii (distanța dintre centrele atomilor dintr-o moleculă); energia de legătură (energia care trebuie cheltuită pentru a rupe legătura); polaritatea legăturii (distribuția neuniformă a densității electronilor între atomi din cauza electronegativității diferite); polarizabilitatea (ușurința cu care densitatea electronică a legăturii cu unul dintre atomi este măturată sub influența factorilor externi); orientare (legătură covalentă îndreptată către linia care leagă centrele atomilor).

Direcția legăturii se datorează structurii moleculare a substanței și formei geometrice a moleculei acestora. Unghiurile dintre două legături se numesc unghiuri de legătură.

Saturație - capacitatea atomilor de a forma un număr limitat de legături covalente. Numărul de legături formate de un atom este limitat de numărul orbitalilor atomici exteriori.

Polaritatea legăturii se datorează distribuției neuniforme a densității electronice din cauza diferențelor de electronegativitate a atomilor. Pe această bază, legăturile covalente sunt împărțite în nepolare și polare.

Polarizabilitatea unei legături se exprimă în deplasarea electronilor de legătură sub influența unui câmp electric extern, inclusiv a unei alte particule care reacţionează. Polarizabilitatea este determinată de mobilitatea electronilor. Polaritatea și polarizabilitatea legăturilor covalente determină reactivitatea moleculelor în raport cu reactivii polari. Electronii sunt mai mobili cu cât sunt mai departe de nuclee.

În funcție de electronegativitatea atomilor între care s-a format o legătură covalentă, aceasta poate fi polară sau nepolară.

Dacă electronegativitatea atomilor este aceeași, atunci perechea de electroni comună se află la aceeași distanță de nucleul fiecăruia dintre atomi. O astfel de legătură se numește covalent-nepolară. Când apare o legătură covalentă între atomi cu electronegativitate diferită, perechea de electroni comună se schimbă la un atom mai electronegativ. În acest caz, se formează o legătură polară covalentă. Săgeata din formulă indică polaritatea legăturii covalente. Folosind litera greacă b („delta”), sarcinile parțiale ale atomilor sunt notate: b + - redusă, 6 - creșterea densității electronilor.

După numărul de perechi de electroni care formează o legătură covalentă, se disting legături simple - cu o pereche de electroni și multiple - cu două sau trei perechi.