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 (ϭ-связь)
Н2 ϭ (s – s)
Сl2 ϭ (р – р)
НCl ϭ (s – р)
Двойная связь содержит ϭ и π – связи. π – связи образуются за счет бокового перекрывания р и d облаков:
Тройная связь содержит ϭ и две π – 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 бывают при обычных условиях:
газами
жидкостями
твердыми
-- аморфные (расположение частиц в них неупорядоченное, например – стекло, смола, полимеры и др.)
-- кристаллические (характеризуются упорядоченной структурой – NaCl, KNO3 ….)

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.)

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

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