Химическая связь

Химическая связь возникает при взаимодействии двух или более атомов. Взаимодействие атомов осуществляется согласно валентности. Термин «валентность» ввел в 1852 г. Э. Франкланд как способность атома к насыщению, т.е. способность его присоединить определенное число других атомов или групп атомов. Так, атом водорода может присоединить только один атом, а атом кислорода может присоединить два атома другого типа. Отсюда валентность атома водорода равна единице, а валентность атома кислорода – двум. В настоящее время, валентность определяют как число химических связей, которое может образовать элемент.
Когда атомы находятся далеко друг от друга, энергия их взаимодействия равна нулю. Если атомы сближаются, возникают силы притяжения электронов к ядрам соседних атомов, электронные облака перекрываются, образуется связь, энергия системы понижается.
Любая химическая связь образуется с выделением энергии, для ее разрыва требуется затратить энергию, равную энергии связи.
2021. Кафедра «Естественнонаучных и общепрофессиональных дисциплин» ОИВТ.
Все права защищены.
Никакая часть настоящего ролика ни в каких целях не может быть воспроизведена в какой бы то ни было форме и какими бы то ни было средствами, если на это нет письменного разрешения ОИВТ (филиал СГУВТ).
ХИМИЧЕСКАЯ СВЯЗЬ

2021. Кафедра «Естественнонаучных и общепрофессиональных дисциплин» ОИВТ.
Все права защищены.
Никакая часть настоящего ролика ни в каких целях не может быть воспроизведена в какой бы то ни было форме и какими бы то ни было средствами, если на это нет письменного разрешения ОИВТ (филиал СГУВТ).
ВИДЫ ХИМИЧЕСКОЙ СВЯЗИ
ковалентная
ионная
металлическая
неполярная
полярная

Ковалентная связь
химическая связь, возникающая за счет образования общей пары электронов. Необходимое условие - наличие неспаренных электронов у обоих связываемых атомов (обменный механизм) или неподеленной пары у одного атома и свободной орбитали у другого (донорно-акцепторный механизм):
2021. Кафедра «Естественнонаучных и общепрофессиональных дисциплин» ОИВТ.
Все права защищены.
Никакая часть настоящего ролика ни в каких целях не может быть воспроизведена в какой бы то ни было форме и какими бы то ни было средствами, если на это нет письменного разрешения ОИВТ (филиал СГУВТ).

Ковалентная химическая связь
Обменный
Донорно-акцепторный
Механизм образования связи:
Обменный механизм
2021. Кафедра «Естественнонаучных и общепрофессиональных дисциплин» ОИВТ.
Все права защищены.
Никакая часть настоящего ролика ни в каких целях не может быть воспроизведена в какой бы то ни было форме и какими бы то ни было средствами, если на это нет письменного разрешения ОИВТ (филиал СГУВТ).

Обменный механизм

Донорно-акцепторный механизм
2021. Кафедра «Естественнонаучных и общепрофессиональных дисциплин» ОИВТ.
Все права защищены.
Никакая часть настоящего ролика ни в каких целях не может быть воспроизведена в какой бы то ни было форме и какими бы то ни было средствами, если на это нет письменного разрешения ОИВТ (филиал СГУВТ).

Способ перекрывания электронных орбиталей:
2021. Кафедра «Естественнонаучных и общепрофессиональных дисциплин» ОИВТ.
Все права защищены.
Никакая часть настоящего ролика ни в каких целях не может быть воспроизведена в какой бы то ни было форме и какими бы то ни было средствами, если на это нет письменного разрешения ОИВТ (филиал СГУВТ).

Кратность ковалентной связи
число общих электронных пар, связывающих атомы
CO2
оксид углерода (IV)
о=с=о
N2
азот
N N H2
водород
H-H
2021. Кафедра «Естественнонаучных и общепрофессиональных дисциплин» ОИВТ.
Все права защищены.
Никакая часть настоящего ролика ни в каких целях не может быть воспроизведена в какой бы то ни было форме и какими бы то ни было средствами, если на это нет письменного разрешения ОИВТ (филиал СГУВТ).

Полярность ковалентной связи
степень смещенности общих электронных пар к одному из связанных ими атомов
электроотрицательность (ЭО) — свойство оттягивать к себе валентные электроны от других атомов
Ковалентную химическую связь, образующуюся между атомами с одинаковой электроотрицательностью, называют неполярной
Ковалентную химическую связь, образующуюся между атомами с разной электроотрицательностью, называют полярной
H H
H СL

Чем более электроотрицателен атом, тем сильнее он оттягивает электронную пару, тем более полярна связь (HCl, HF). В полярных молекулах центры тяжести электрических зарядов не совпадают. Такие молекулы представляют собой диполи. Полярность связи характеризуется дипольным моментом µ:
µ = ql,
где q – величина заряда; l – расстояние между центрами положительных и отрицательных зарядов.
2021. Кафедра «Естественнонаучных и общепрофессиональных дисциплин» ОИВТ.
Все права защищены.
Никакая часть настоящего ролика ни в каких целях не может быть воспроизведена в какой бы то ни было форме и какими бы то ни было средствами, если на это нет письменного разрешения ОИВТ (филиал СГУВТ).

В полярной молекуле HCl электронная пара смещена в сторону атома хлора, и на атоме хлора избыток электронной плотности, а на атоме водорода недостаток электронной плотности. Дипольный момент двухатомных молекул уменьшается по группе сверху вниз. Дипольный момент многоатомных молекул зависит не только от электроотрицательности атомов в составе молекулы, но и от геометрии молекулы.
2021. Кафедра «Естественнонаучных и общепрофессиональных дисциплин» ОИВТ.
Все права защищены.
Никакая часть настоящего ролика ни в каких целях не может быть воспроизведена в какой бы то ни было форме и какими бы то ни было средствами, если на это нет письменного разрешения ОИВТ (филиал СГУВТ).

Если в молекуле имеются полярные связи, но векторы дипольных моментов равны по абсолютной величине и противоположны по направлению, то µ мол = 0.
Пример: В молекуле СО2 каждая связь С = О полярна. Но вследствие того, что эта молекула имеет линейную структуру, дипольные моменты связей направлены в противоположные стороны. Векторная cумма дипольных моментов связей равна нулю. Отсюда и дипольный момент молекулы µ = 0.
О = С = О
2021. Кафедра «Естественнонаучных и общепрофессиональных дисциплин» ОИВТ.
Все права защищены.
Никакая часть настоящего ролика ни в каких целях не может быть воспроизведена в какой бы то ни было форме и какими бы то ни было средствами, если на это нет письменного разрешения ОИВТ (филиал СГУВТ).

Полярность молекул определяется их составом и геометрической формой.
Неполярными будут:
а) молекулы простых веществ, так как они содержат только неполярные ковалентные связи;
б) многоатомные молекулы сложных веществ, если их геометрическая форма симметрична.
2021. Кафедра «Естественнонаучных и общепрофессиональных дисциплин» ОИВТ.
Все права защищены.
Никакая часть настоящего ролика ни в каких целях не может быть воспроизведена в какой бы то ни было форме и какими бы то ни было средствами, если на это нет письменного разрешения ОИВТ (филиал СГУВТ).

Например, молекулы СО2, BF3 и СН4 имеют следующие направления равных (по длине) векторов связей:
2021. Кафедра «Естественнонаучных и общепрофессиональных дисциплин» ОИВТ.
Все права защищены.
Никакая часть настоящего ролика ни в каких целях не может быть воспроизведена в какой бы то ни было форме и какими бы то ни было средствами, если на это нет письменного разрешения ОИВТ (филиал СГУВТ).

В то же время молекулы SO2, H2O нелинейны. Например, S имеет 6 электронов на внешнем слое, поэтому в молекуле SO2 имеет 2 пары неподеленных электронов.

молекула H2O
sp3-гибридизация АО; 3 σ-связи
Молекула H2O – угловая

Электронное строение молекулы метана
sp3-гибридизация АО; 4 σ-связи
Молекула СH4 – тетраэдрическая
2021. Кафедра «Естественнонаучных и общепрофессиональных дисциплин» ОИВТ.
Все права защищены.
Никакая часть настоящего ролика ни в каких целях не может быть воспроизведена в какой бы то ни было форме и какими бы то ни было средствами, если на это нет письменного разрешения ОИВТ (филиал СГУВТ).

Электронное строение молекулы хлорида бора
sp2-гибридизация АО; 3 σ-связи
Молекула BCl3 – плоская, треугольная
2021. Кафедра «Естественнонаучных и общепрофессиональных дисциплин» ОИВТ.
Все права защищены.
Никакая часть настоящего ролика ни в каких целях не может быть воспроизведена в какой бы то ни было форме и какими бы то ни было средствами, если на это нет письменного разрешения ОИВТ (филиал СГУВТ).

Электронное строение молекулы фторида бериллия.
sp-гибридизация АО; 2 σ-связи
Молекула BeF2 – линейная
2021. Кафедра «Естественнонаучных и общепрофессиональных дисциплин» ОИВТ.
Все права защищены.
Никакая часть настоящего ролика ни в каких целях не может быть воспроизведена в какой бы то ни было форме и какими бы то ни было средствами, если на это нет письменного разрешения ОИВТ (филиал СГУВТ).

2021. Кафедра «Естественнонаучных и общепрофессиональных дисциплин» ОИВТ.
Все права защищены.
Никакая часть настоящего ролика ни в каких целях не может быть воспроизведена в какой бы то ни было форме и какими бы то ни было средствами, если на это нет письменного разрешения ОИВТ (филиал СГУВТ).

Ионная связь
представляет собой электростатическую силу притяжения между ионами с зарядами противоположного знака (т.е. + и −).
образуется в результате переноса одного или нескольких электронов от одного атома к другому. Например, в хлориде натрия ионная связь образуется в результате переноса электрона от атома натрия к атому хлора. Вследствие такого переноса образуется ион натрия с зарядом +1 и ион хлора с зарядом -1. Они притягиваются друг к другу электростатическими силами, образуя устойчивую молекулу.
Ионная связь может возникать лишь при больших различиях в значениях электроотрицательностей атомов. Наиболее типичные ионные соединения состоят из катионов металлов, принадлежащих к I и II группам периодической системы, и анионов неметаллических элементов, принадлежащих к VI и VII группам.
2021. Кафедра «Естественнонаучных и общепрофессиональных дисциплин» ОИВТ.
Все права защищены.
Никакая часть настоящего ролика ни в каких целях не может быть воспроизведена в какой бы то ни было форме и какими бы то ни было средствами, если на это нет письменного разрешения ОИВТ (филиал СГУВТ).

Ионная химическая связь
это связь, образовавшаяся за счет
электростатического притяжения
катионов к анионам
2021. Кафедра «Естественнонаучных и общепрофессиональных дисциплин» ОИВТ.
Все права защищены.
Никакая часть настоящего ролика ни в каких целях не может быть воспроизведена в какой бы то ни было форме и какими бы то ни было средствами, если на это нет письменного разрешения ОИВТ (филиал СГУВТ).

Ионная связь
Энергия связи определяется силами электростатического взаимодействия противоположно заряженных ионов
Ионные соединения состоят из огромного числа ионов, связанных в одно целое силами электростатического притяжения Величина ионности может быть оценена по разности электроотрицательностей атомов.
Ненаправленность и ненасыщаемость
В ионном соединении каждый ион притягивает к себе независимо от направления неограниченное число противоположно заряженных ионов из-за сил электростатического взаимодействия
Взаимное отталкивание противоионов ограничивает их число в окружении каждого иона
2021. Кафедра «Естественнонаучных и общепрофессиональных дисциплин» ОИВТ.
Все права защищены.
Никакая часть настоящего ролика ни в каких целях не может быть воспроизведена в какой бы то ни было форме и какими бы то ни было средствами, если на это нет письменного разрешения ОИВТ (филиал СГУВТ).

Ионная
в сложных веществах,
состоящих из атомов
металлов и неметаллов:
Na2O, KOH, MgCl2 , BaSO4, LiBr

Ионные соединения при обычных условиях – твердые и прочные, но хрупкие вещества
При плавлении и растворении в воде они распадаются на ионы (электролитическая диссоциация) и проводят электрический ток, т.е. являются электролитами
2021. Кафедра «Естественнонаучных и общепрофессиональных дисциплин» ОИВТ.
Все права защищены.
Никакая часть настоящего ролика ни в каких целях не может быть воспроизведена в какой бы то ни было форме и какими бы то ни было средствами, если на это нет письменного разрешения ОИВТ (филиал СГУВТ).

Металлическая связь
В атомах металлов внешние валентные электроны удерживаются значительно слабее, чем в атомах неметаллов. Это обуславливает потерю связи электронов с отдельными атомами на достаточно большой промежуток времени и их обобществление. Образуется обобществленный ансамбль из внешних электронов.
Подобная связь характерна только для металла. Она основана на обобществлении внешних электронов, которые теряют связь с атомом и поэтому называются свободными электронами
2021. Кафедра «Естественнонаучных и общепрофессиональных дисциплин» ОИВТ.
Все права защищены.
Никакая часть настоящего ролика ни в каких целях не может быть воспроизведена в какой бы то ни было форме и какими бы то ни было средствами, если на это нет письменного разрешения ОИВТ (филиал СГУВТ).

Al
Na
Ba
Fe
Mg
Металлическая –
в простых веществах-металлах

Все металлы имеют высокую теплопроводность и высокую электропроводность, которая обеспечивается за счет наличия свободных электронов. Это же обстоятельство определяет хорошую отражательную способность металлов к световому облучению, их блеск и непрозрачность, высокую пластичность, положительный температурный коэффициент электросопротивления.
Металлическая связь
2021. Кафедра «Естественнонаучных и общепрофессиональных дисциплин» ОИВТ.
Все права защищены.
Никакая часть настоящего ролика ни в каких целях не может быть воспроизведена в какой бы то ни было форме и какими бы то ни было средствами, если на это нет письменного разрешения ОИВТ (филиал СГУВТ).

Металлическая связь

Водородная связь
Связь, которая образуется между атомом водорода одной молекулы и атомом сильно электроотрицательного элемента (O, N, F) другой молекулы.
2021. Кафедра «Естественнонаучных и общепрофессиональных дисциплин» ОИВТ.
Все права защищены.
Никакая часть настоящего ролика ни в каких целях не может быть воспроизведена в какой бы то ни было форме и какими бы то ни было средствами, если на это нет письменного разрешения ОИВТ (филиал СГУВТ).

Атомный радиус водорода очень мал. Кроме того, при смещении или полной отдаче своего единственного электрона водород приобретает сравнительно высокий положительный заряд, за счет которого водород одной молекулы взаимодействует с атомами электроотрицательных элементов, имеющих частичный отрицательный заряд, выходящий в состав других молекул (HF, H2O, NH3).
Водородная связь

Водородная связь
Водородную связь принято обозначать точками. Она гораздо более слабая, чем ионная или ковалентная связь, но более сильная, чем обычное межмолекулярное взаимодействие.
Наличие водородных связей объясняет увеличения объема воды при понижении температуры: происходит укрепление молекул и поэтому уменьшается плотность их «упаковки».
O H…..O H…..O H….
H H H

Какие соединения имеют ковалентно -полярный тип связи
CaO
NH3
CL2
HBr
KCL
CH4