Хімічний зв'язок. Типи хімічного зв'язку.

Хімічний зв’язок та його типи. Солтис Н. В

Хімічний зв’язок – взаємодія двох або кількох атомів, у результаті якої утворюється хімічно стійка дво- або багатоатомна система (молекула чи кристал)атоми хімічних елементів, зовнішні енергетичні рівні яких є незавершеними, прагнуть створити стійку конфігурацію під час взаємодії між собою або з атомами інших елементів. Тоді між атомами виникає хімічний зв'язок. У неорганічних й органічних речовинах наявні різні види хімічного зв'язку: між атомами неметалічних елементів утворюється ковалентний (неполярний та полярний) зв'язок, між атомами металічних і неметалічних елементів — йонний, у металів — металічний, у молекулах і між молекулами речовин з ковалентним полярним зв'язком — водневий.

Йонний зв'язок — це хімічний зв'язок між йонами, що утворюється на основі електростатичних сил притягання. Йонний зв'язок утворюється між атомами металічних і неметалічних елементів. При йьому їх спільні електронні пари повністю зміщуються до більш електронегативного атома. Атоми металів віддають електрони і перетворюються на позитивно заряджені йони - катіони, а атоми неметалів їх приймають, а отже стають негативно зарядженими -аніонами. Процес переходу електронів від атомів металічних до атомів неметалічних елементів можна зобразити так: Кристал кухонної солі

Йонні сполуки — тверді кристалічні речовини, структурні частинки яких — це позитивно та негативно заряджені йони. До йонних сполук належать основні й амфотерні оксиди, основи й амфотерні гідроксиди, солі, бінарні сполуки, до складу яких входять металічні й неметалічні елементи. Na. Cl, Na. Br, Na. F, Mg. Cl2, Mg. S, Na. OH, Li2 O, Ca3 P2, Al. Cl3, Ba. O, KClвластивості атомів та йонів є різними (розчиняючи натрій хлорид у воді, ми не спостерігатимемо виділення водню, як при взаємодії металічного Натрію і води, хоча кристали солі дисоціюють і в розчині наявні йони Натрію: Na. Cl = Na+ + Cl-).

Ковалентний зв'язок — це зв'язок на основі спільних електронних пар. Цей вид зв'язку виникає між атомами неметалічних елементів. Атоми, взаємодіють між собою, і утворювати спільні електронні пари за допомогою неспарених електронів. Найчастіше це атоми, які мають однакову або близьку за значенням електронегативність. Ковалентний зв’язок може бути кількох типів. Ковалентний неполярний. Ковалентний полярний. Донорно-акцепторний

Ковалентний неполярний зв’язок - хімічний зв'язок, що утворюється між атомами елементів з однаковою електронегативністю. Тобто, зв’язок виникає між однаковими атомами. Механізм винекнення зв’язку полягає в утворенні спільної електронної пари між двома одинаковими атомами і електрони обох атомів перебувають у спільному користуванні двох ядер. ( Н2 , N2 , Cl2 , O2 та ін)Зв'язок у молекулах елементів з ковалентним зв'язком відображають електронними або графічними (структурними) електронними формулами. Електронна формула молекули водню Н: Н. У структурній формулі крапки замінюють рискою Н-Н. У молекулі кисню між атомами Оксигену наявний подвійний зв'язок О=О, у молекулі азоту — потрійний N≡N. NNCl. Cl

Ковалентний полярний зв’язок - хімічний зв'язок, що утворюється між атомами елементів, електронегативність яких незначно відрізняється. Здебільшого хімічний зв'язок виникає в молекулах складних речовин між атомами неметалічних елементів, що відрізняються електронегативністю. Прикладом може бути утворення молекул гідроген хлориду, води, амоніаку. Ядро атома Хлору має заряд значно більший (+17), ніж ядро атома Гідрогену (+1), тому сили притягання з боку Хлору значно більші. Відбувається зміщення електронної пари до більш електронегативного елемента Хлору. Оскільки віддалі між ядрами атомів та утвореною спільною електронною парою неоднакові, це спричиняє поляризацію молекули. На тому кінці молекули, де розміщується елемент з більшою електронегативністю (Хлор), зосереджується негативний заряд, а там, де з меншою, — позитивний. Такі молекули називають полярними молекулами, або Диполями. Диполь — це система з двох зарядів, що є однаковими за значенням, але протилежними за знаком.

Різні типи хімічного зв’язку: Ковалентний Ковалентний полярний

Донорно акцепторний зв’язок -це механізм утворення зв'язку між атомами за рахунок неподіленої електронної пари одного атома та вільної орбіталі іншого.у молекулі амоніаку атом Нітрогену на зовнішньому енергетичному рівні має два спарені s-електрони, які утворюють неподілену електронну пару. Вона може брати участь в утворенні ковалентних зв'язків з іншим атомом за умови, що на його зовнішньому енергетичному рівні є вільна орбіталь. Наприклад, у йона Гідрогену не заповнена 1s-орбіталь. Тому під час взаємодії молекули амоніаку з йоном Гідрогену неподілена електронна пара від Нітрогену переходить на його вільну s-орбіталь і стає спільною для обох атомів. Як наслідок, утворюється йон амонію . Атом Нітрогену, який віддав неподілену електронну пару для утворення ковалентного зв'язку, є донором. Йон Гідрогену, який, маючи вільну орбіталь, приєднав неподілену електронну пару, називають акцептором. Амоній йон. Нітроген має пару електронів. Йон Гідрогену має вільну орбіталь

Водневий зв'язок — це електростатична взаємодія в молекулах або між ними за участю атомів Гідрогену. Міжмолекулярний водневий зв’язок. Участь у такому зв'язку беруть дипольні молекули. Він наявний у речовин, які перебувають у рідкому або твердому агрегатному стані, зокрема в молекулах води, спиртів, карбонових кислот, між молекулами води й інших речовин тощо. Механізм утворення цього виду зв'язку полягає в притягуванні атомами Гідрогену, на якому концентрується частковий позитивний заряд, атомів з більшою електронегативністю іншої молекули, на якому сконцентрований частковий негативний заряд.речовини з полярним ковалентним зв'язком мають здатність до міжмолекулярної взаємодії. У молекулах, де атом Гідрогену сполучений із сильно електронегативним атомом неметалічного елемента, виникає зв'язок і всередині молекул, і між окремими молекулами.

Внутрішньомолекулярний водневий зв'язок. Цей вид водневого зв'язку виникає не тільки в молекулах неорганічних, а й у молекулах органічних речовин. Багато органічних речовин містять у своєму складі характеристичні групи, у яких наявна поляризація зв'язку. Це гідроксильна група —ОН у спиртів, карбоксильна —СООН у карбонових кислот, аміногрупа —NH2 у молекулах амінів та амінокислот. Наприклад, вторинна структура молекули білка утримується у формі спіралі завдяки утворенню водневих зв'язків. Молекула ДНК

Металічний зв’язок – багатоцентровий зв’язок, який існує у металах та їх сплавах між позитивними йонами та валентними електронами, що є спільними для всіх іонів. У металах енергія іонізації атомів є нижчою ніж у неметалів. Тому в них валентні електрони легко відриваються від окремих атомів і стають спільними для всього кристалу. Так утворюються позитивно заряджені іони металу та електронний газ – сукупність рухливих електронів. Енергія іонізації – це кількість енергії, яка необхідна для відриву від атома найбільш слабко зв’язаного з ним електрона. Здатність елемента віддавати електрони, можна вважати мірою металічності. Для порівняння неметалічних властивостей використовують величину – спорідненість до електрона - кількість енергії, яка виділяється чи поглинається під час приєднання 1 електрона до нейтрального атома. Найбільше значення спорідненості до електрона мають елементи 7-ї групи, головної підгрупи (F,Cl,Br,I) типові неметали. Катіони металічних елементів і вільні електрони (електронний газ)

Деякі особливості металічного зв’язку.чому електрони в металах здатні вільно переміщатися. Це залежить від будови атомів металічних елементів. У кристалах металів електронів значно менше, ніж вільних орбіталей. Наприклад, в атома Натрію на зовнішньому енергетичному рівні є чотири орбіталі, але тільки один електрон. Це дає змогу електронам вільно переміщатися від одного атома до іншого. Особливість металічного зв'язку полягає в тому, що, як і в йонних сполуках, у вузлах кристалічних ґраток розміщені йони. Але, на відміну від йонних сполук, де йони різнойменно заряджені, у металів вони заряджені тільки позитивно. Металічний зв'язок проявляє подібність і до ковалентного. Проте за ковалентного зв'язку участь в утворенні спільних електронних пар бере чітко визначена кількість електронів, якими спільно користуються атоми, що утворили ці пари. У металічних ґратках усі електрони рухливі, вони не утримуються біля окремих атомів (йонів), що й впливає на властивості металів.

ДЯКУЮ ЗА УВАГУ!!!