>

Primeri kaj je kovalentna vez. Kemična vez. kovalentne nepolarne in polarne vezi

Opredelitev

Kovalentna vez je kemična vez, ki jo tvorijo atomi, ki si delijo svoje valenčne elektrone. Zahtevan pogoj Nastanek kovalentne vezi je prekrivanje atomskih orbital (AO), na katerih se nahajajo valenčni elektroni. V najpreprostejšem primeru prekrivanje dveh AO povzroči nastanek dveh molekularnih orbital (MO): vezne MO in antivezne (protivezne) MO. Skupni elektroni se nahajajo na veznem MO z nižjo energijo:

Izobraževalne komunikacije

Kovalentna vez(atomska vez, homeopolarna vez) - vez med dvema atomoma zaradi elektronske delitve dveh elektronov - enega iz vsakega atoma:

A. + B. -> A: B

Iz tega razloga je homeopolarno razmerje usmerjeno. Par elektronov, ki tvori vez, pripada obema vezanima atomoma, npr.

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

Vrste kovalentne vezi

Obstajajo tri vrste kovalentnih kemičnih vezi, ki se razlikujejo po mehanizmu njihovega nastanka:

1. Enostavna kovalentna vez. Za njegovo tvorbo vsak atom zagotovi en neparni elektron. Ko nastane preprosta kovalentna vez, ostanejo formalni naboji atomov nespremenjeni. Če so atomi, ki tvorijo preprosto kovalentno vez, enaki, potem so tudi pravi naboji atomov v molekuli enaki, ker si atomi, ki tvorijo vez, enako lastijo skupnega elektronskega para, se taka vez imenuje nepolarna kovalentna obveznica. Če sta atoma različna, potem je stopnja posedovanja skupnega para elektronov določena z razliko v elektronegativnosti atomov, atom z večjo elektronegativnostjo v v večji meri ima par veznih elektronov, zato ima njegov pravi naboj negativen predznak; atom z manjšo elektronegativnostjo pridobi naboj enake velikosti, vendar s pozitivnim predznakom.

Sigma (σ)-, pi (π)-vezi so približen opis vrst kovalentnih vezi v molekulah organskih spojin, za katere je značilno, da je gostota elektronskega oblaka največja vzdolž osi, ki povezuje; jedra atomov. Ko nastane π vez, pride do tako imenovanega stranskega prekrivanja elektronskih oblakov, gostota elektronskega oblaka pa je največja »nad« in »pod« ravnino vezi σ. Na primer, vzemite etilen, acetilen in benzen.

V molekuli etilena C 2 H 4 je dvojna vez CH 2 = CH 2, njena elektronska formula: H:C::C:H. Jedra vseh atomov etilena se nahajajo v isti ravnini. Trije elektronski oblaki vsakega ogljikovega atoma tvorijo tri kovalentne vezi z drugimi atomi v isti ravnini (s koti med njimi približno 120°). Oblak četrtega valenčnega elektrona ogljikovega atoma se nahaja nad in pod ravnino molekule. Takšni elektronski oblaki obeh ogljikovih atomov, ki se delno prekrivajo nad in pod ravnino molekule, tvorijo drugo vez med ogljikovimi atomi. Prvo, močnejšo kovalentno vez med ogljikovimi atomi imenujemo σ vez; drugo, šibkejšo kovalentno vez imenujemo π vez.

V linearni molekuli acetilena

N-S≡S-N (N:S:::S:N)

obstajajo σ vezi med atomi ogljika in vodika, ena vez σ med dvema atomoma ogljika in dve vezi π med istima atomoma ogljika. Dve π-vezi se nahajata nad sfero delovanja σ-vezi v dveh medsebojno pravokotnih ravninah.

Vseh šest ogljikovih atomov ciklične molekule benzena C 6 H 6 leži v isti ravnini. Med ogljikovimi atomi v ravnini obroča so vezi σ; Vsak atom ogljika ima enake vezi z atomi vodika. Ogljikovi atomi porabijo tri elektrone, da ustvarijo te vezi. Oblaki četrtih valenčnih elektronov ogljikovih atomov, oblikovani kot osmice, se nahajajo pravokotno na ravnino molekule benzena. Vsak tak oblak se enakomerno prekriva z elektronskimi oblaki sosednjih ogljikovih atomov. V molekuli benzena ne nastanejo tri ločene π vezi, temveč en sam π elektronski sistem šestih elektronov, skupen vsem ogljikovim atomom. Vezi med ogljikovimi atomi v molekuli benzena so popolnoma enake.

Kovalentna vez nastane kot posledica delitve elektronov (za tvorbo skupnih elektronskih parov), ki nastane med prekrivanjem elektronskih oblakov. Pri nastanku kovalentne vezi sodelujejo elektronski oblaki dveh atomov. Obstajata dve glavni vrsti kovalentnih vezi:

  • Kovalentna nepolarna vez nastane med atomi neke kovine iste kemični element. Tako zvezo imajo preproste snovi, na primer O 2; N 2; C 12.
  • Med atomi različnih nekovin nastane polarna kovalentna vez.

Glej tudi

Literatura

Organska kemija
Seznam organskih spojin
Strukturna kemija
Kemična vez: Aromatičnost | Kovalentna vez| Ionska vez | Kovinska povezava | Vodikova vez | Donor-akceptorska vez | tavtomerizem
Prikaz strukture: Funkcionalna skupina | Strukturna formula | Kemijska formula | Ligand
Elektronske lastnosti: Elektronegativnost | Elektronska afiniteta | Ionizacijska energija | Dipol | Pravilo okteta
Stereokemija: Asimetrični atom | Izomerija | Konfiguracija | Kiralnost | Konformacija

Fundacija Wikimedia.

  • 2010.

    • Velika politehnična enciklopedija KEMIJSKA VEZ, mehanizem, s katerim se atomi združijo in tvorijo molekule. Obstaja več vrst takih vezi, ki temeljijo bodisi na privlačnosti nasprotnih nabojev bodisi na tvorbi stabilnih konfiguracij z izmenjavo elektronov.... ...

    Znanstveni in tehnični enciklopedični slovar Kemična vez - KEMIJSKA VEZ, medsebojno delovanje atomov, ki povzroči njihovo združevanje v molekule in kristale. Sile, ki delujejo med tvorbo kemične vezi, so v glavnem električne narave. Nastanek kemične vezi spremlja prestrukturiranje... ...

    Ilustrirani enciklopedični slovar Medsebojna privlačnost atomov, ki vodi v nastanek molekul in kristalov. Običajno je reči, da so v molekuli ali kristalu kemične strukture med sosednjimi atomi. Valenca atoma (ki je podrobneje obravnavana spodaj) kaže število vezi...

    Velika sovjetska enciklopedija kemična vez - medsebojna privlačnost atomov, ki vodi do nastanka molekul in kristalov. Valenca atoma kaže število vezi, ki jih tvori določen atom s sosednjimi. Izraz "kemijska struktura" je uvedel akademik A. M. Butlerov leta ... ... Enciklopedični slovar

    v metalurgiji

    Kemijska vez je pojav interakcije atomov, ki nastane zaradi prekrivanja elektronskih oblakov veznih delcev, ki ga spremlja zmanjšanje skupne energije sistema. Izraz "kemijska struktura" je prvi uvedel A. M. Butlerov leta 1861... ... Wikipedia

Nobena skrivnost ni, da je kemija precej kompleksna in tudi raznolika veda. Mnogi različne reakcije, reagenti, kemikalije in drugi zapleteni in nejasni izrazi - vsi medsebojno delujejo. Glavno pa je, da se s kemijo ukvarjamo vsak dan, ni pomembno, ali pri pouku poslušamo učitelja in se učimo nov material ali skuhamo čaj, kar je na splošno tudi kemični proces.

Lahko sklepamo, da le kemijo moraš poznati, razumevanje tega in poznavanje delovanja našega sveta ali nekaterih njegovih delov je zanimivo, poleg tega pa koristno.

Zdaj se moramo ukvarjati s takim izrazom, kot je kovalentna vez, ki je mimogrede lahko polarna ali nepolarna. Mimogrede, sama beseda "kovalentna" izhaja iz latinskega "co" - skupaj in "vales" - ki ima moč.

Pojavi izraza

Začnimo z dejstvom, da Izraz "kovalenten" je leta 1919 prvič uvedel Irving Langmuir - nagrajenec Nobelova nagrada. Koncept "kovalentnega" pomeni kemično vez, v kateri si oba atoma delita elektrone, kar se imenuje skupna posest. Tako se na primer razlikuje od kovinskega, v katerem so elektroni prosti, ali od ionskega, kjer eden popolnoma preda elektrone drugemu. Treba je opozoriti, da nastane med nekovinami.

Na podlagi zgoraj navedenega lahko naredimo majhen zaključek o tem, kakšen je ta proces. Nastane med atomi zaradi tvorbe skupnih elektronskih parov, ti pari pa nastanejo na zunanjih in predzunanjih podravnih elektronov.

Primeri, snovi s polarnostjo:

Vrste kovalentne vezi

Obstajata tudi dve vrsti: polarne in s tem nepolarne vezi. Analizirali bomo značilnosti vsakega od njih posebej.

Kovalentna polarna tvorba

Kaj pomeni izraz "polarni"?

Običajno se zgodi, da imata dva atoma različno elektronegativnost, zato elektroni, ki si jih delita, ne pripadajo enako, ampak so vedno bližje enemu kot drugemu. Na primer, molekula vodikovega klorida, v kateri so elektroni kovalentne vezi bližje atomu klora, saj je njegova elektronegativnost večja kot pri vodiku. Vendar pa je v resnici razlika v privlačnosti elektronov dovolj majhna, da pride do popolnega prenosa elektronov z vodika na klor.

Kot rezultat, ko je polarna, se elektronska gostota premakne v bolj elektronegativno in na njej se pojavi delni negativni naboj. Po drugi strani pa jedro, katerega elektronegativnost je nižja, razvije v skladu s tem delni pozitivni naboj.

Sklepamo: polarnost se pojavi med različnimi nekovinami, ki se razlikujejo po svojih vrednostih elektronegativnosti, elektroni pa se nahajajo bližje jedru z večjo elektronegativnostjo.

Elektronegativnost je sposobnost nekaterih atomov, da pritegnejo elektrone od drugih, s čimer se tvori kemična reakcija.

Primeri kovalentne polarnosti, snovi s polarno kovalentno vezjo:

Formula snovi s polarno kovalentno vezjo

Kovalentna nepolarna, razlika med polarnimi in nepolarnimi

In končno, nepolarno, kmalu bomo izvedeli, kaj je.

Glavna razlika med nepolarnimi in polarnimi- to je simetrija. Če so bili v primeru polarne vezi elektroni nameščeni bližje enemu atomu, potem so bili v nepolarni vezi elektroni nameščeni simetrično, to je enako glede na oba.

Omeniti velja, da se nepolarni pojavi med nekovinskimi atomi enega kemičnega elementa.

na primer snovi z nepolarnimi kovalentnimi vezmi:

Prav tako zbirko elektronov pogosto imenujemo preprosto elektronski oblak, na podlagi tega sklepamo, da je elektronski oblak komunikacije, ki tvori skupni par elektronov, razporejen v prostoru simetrično, oziroma enakomerno glede na jedra obeh.

Primeri kovalentne nepolarne vezi in shema za nastanek kovalentne nepolarne vezi

Koristno pa je tudi vedeti, kako razlikovati med kovalentnim polarnim in nepolarnim.

Kovalentna nepolarna- to so vedno atomi iste snovi. H2. CL2.

Ta članek je prišel h koncu, zdaj vemo, kaj je ta kemijski proces, vemo, kako ga definirati in njegove sorte, poznamo formule za tvorbo snovi in ​​na splošno nekaj več o našem kompleksen svet, uspeh pri kemiji in nastajanje novih formul.

Kemična vez je interakcija delcev (ionov ali atomov), ki nastane v procesu izmenjave elektronov, ki se nahajajo na zadnji elektronski ravni. Obstaja več vrst takšnih vezi: kovalentna (razdeljena je na nepolarne in polarne) in ionske. V tem članku se bomo podrobneje posvetili prvi vrsti kemičnih vezi - kovalentnim. In če smo bolj natančni, v svoji polarni obliki.

Polarna kovalentna vez je kemična vez med oblaki valentnih elektronov sosednjih atomov. Predpona "ko-" pomeni v v tem primeru»skupaj«, deblo »valenca« pa je prevedeno kot moč ali sposobnost. Tista dva elektrona, ki se vežeta med seboj, imenujemo elektronski par.

Zgodba

Ta izraz je v znanstvenem kontekstu prvi uporabil Nobelov nagrajenec kemik Irving Lenngrum. To se je zgodilo leta 1919. V svojem delu je znanstvenik pojasnil, da se vez, v kateri opazimo elektrone, ki so skupni dvema atomoma, razlikuje od kovinske ali ionske. To pomeni, da zahteva ločeno ime.

Kasneje, že leta 1927, sta F. London in W. Heitler na primeru molekule vodika kot kemijsko in fizikalno najpreprostejšega modela opisala kovalentno vez. Zadeve sta se lotila z druge strani in svoja opažanja utemeljila s kvantno mehaniko.

Bistvo reakcije

Proces pretvorbe atomskega vodika v molekularni vodik je tipična kemijska reakcija, katere kvalitativni znak je veliko sproščanje toplote pri združitvi dveh elektronov. Videti je nekako takole: dva atoma helija se približujeta drug drugemu, vsak ima en elektron v svoji orbiti. Nato se ta dva oblaka zbližata in tvorita novega, podobnega ovoju iz helija, v katerem se že vrtita dva elektrona.

Dokončane elektronske lupine so stabilnejše od nepopolnih, zato je njihova energija bistveno nižja od energije dveh ločenih atomov. Ko nastane molekula, se odvečna toplota odvaja v okolje.

Razvrstitev

V kemiji poznamo dve vrsti kovalentnih vezi:

  1. Kovalentna nepolarna vez, ki nastane med dvema atomoma istega nekovinskega elementa, kot so kisik, vodik, dušik, ogljik.
  2. Med atomi različnih nekovin nastane polarna kovalentna vez. Dober primer bi lahko bila molekula vodikovega klorida. Ko se atoma dveh elementov združita med seboj, se neparni elektron iz vodika delno prenese na zadnjo elektronsko raven atoma klora. Tako se na atomu vodika tvori pozitiven naboj, na atomu klora pa negativen.

Donorsko-akceptorska vez je tudi vrsta kovalentne vezi. To je v tem, da en atom para zagotavlja oba elektrona in postane darovalec, atom, ki ju prejme, pa se zato šteje za akceptorja. Ko med atomi nastane vez, se naboj donorja poveča za ena, naboj akceptorja pa zmanjša.

Semipolarna povezava - e e lahko štejemo za podtip donor-akceptorja. Samo v tem primeru se združijo atomi, od katerih ima eden popolno elektronsko orbitalo (halogeni, fosfor, dušik), drugi pa dva nesparjena elektrona (kisik). Oblikovanje povezave poteka v dveh fazah:

  • najprej se en elektron odstrani iz osamljenega para in doda neparnim;
  • združevanje preostalih neparnih elektrod, to pomeni, da nastane polarna kovalentna vez.

Lastnosti

Polarna kovalentna vez ima lastne fizikalne in kemijske lastnosti, kot so usmerjenost, nasičenost, polarnost, polarizabilnost. Določajo značilnosti nastalih molekul.

Smer vezi je odvisna od bodoče molekularne zgradbe nastale snovi, in sicer od geometrijske oblike, ki jo tvorita atoma ob združitvi.

Nasičenost kaže, koliko kovalentnih vezi lahko tvori en atom snovi. To število je omejeno s številom zunanjih atomskih orbital.

Polarnost molekule nastane, ker je elektronski oblak, ki nastane iz dveh različnih elektronov, neenakomeren po celotnem obodu. To se zgodi zaradi razlike v negativnem naboju v vsakem od njih. Ta lastnost določa, ali je vez polarna ali nepolarna. Ko se dva atoma istega elementa združita, je elektronski oblak simetričen, kar pomeni, da je kovalentna vez nepolarna. In če se atomi združijo različne elemente, potem nastane asimetričen elektronski oblak, tako imenovani dipolni moment molekule.

Polarizabilnost odraža, kako aktivno se elektroni v molekuli premaknejo pod vplivom zunanjih fizikalnih ali kemičnih dejavnikov, na primer električnega ali magnetnega polja ali drugih delcev.

Zadnji dve lastnosti nastale molekule določata njeno sposobnost, da reagira z drugimi polarnimi reagenti.

Sigma vez in pi vez

Nastanek teh vezi je odvisen od porazdelitve elektronske gostote v elektronskem oblaku med nastankom molekule.

Za sigma vez je značilna prisotnost gostega kopičenja elektronov vzdolž osi, ki povezuje jedra atomov, to je v vodoravni ravnini.

Za vez pi je značilno zbijanje elektronskih oblakov na točki njihovega presečišča, to je nad in pod atomskim jedrom.

Vizualizacija razmerja v zapisu formule

Za primer lahko vzamemo atom klora. Njegova najbolj oddaljena elektronska raven vsebuje sedem elektronov. V formuli so razporejeni v treh parih in enem neparnem elektronu okoli simbola elementa v obliki pik.

Če zapišete molekulo klora na enak način, boste videli, da sta dva nesparjena elektrona tvorila par, ki je skupen dvema atomoma; imenujemo ga skupni. V tem primeru je vsak od njih prejel osem elektronov.

Pravilo oktet-dublet

Kemik Lewis, ki je predlagal, kako nastane polarna kovalentna vez, je bil prvi od svojih kolegov, ki je oblikoval pravilo, ki pojasnjuje stabilnost atomov, ko so združeni v molekule. Njegovo bistvo je v tem, da se kemijske vezi med atomi tvorijo, ko si deli zadostno število elektronov, da tvorijo elektronsko konfiguracijo, ki je podobna atomom plemenitih elementov.

To pomeni, da je med tvorbo molekul, da bi jih stabilizirali, potrebno, da imajo vsi atomi popolno zunanjo elektronsko raven. Na primer, atomi vodika, ki se združijo v molekulo, ponovijo elektronsko lupino helija, atomi klora postanejo na elektronski ravni podobni atomu argona.

Dolžina povezave

Za kovalentno polarno vez je med drugim značilna določena razdalja med jedri atomov, ki tvorijo molekulo. Nahajajo se na takšni razdalji drug od drugega, da je energija molekule minimalna. Da bi to dosegli, je potrebno, da se elektronski oblaki atomov med seboj čim bolj prekrivajo. Obstaja neposredno sorazmeren vzorec med velikostjo atomov in dolžino vezi. Večji kot je atom, daljša je vez med jedri.

Možna je možnost, ko atom ne tvori ene, ampak več kovalentnih polarnih vezi. Takrat med jedri nastanejo tako imenovani vezni koti. Lahko so od devetdeset do sto osemdeset stopinj. Določajo geometrijska formula molekule.

Izjemno redko kemikalije sestavljena iz posameznih, nepovezanih atomov kemičnih elementov. V normalnih pogojih ima to strukturo le majhno število plinov, imenovanih žlahtni plini: helij, neon, argon, kripton, ksenon in radon. Najpogosteje kemične snovi niso sestavljene iz izoliranih atomov, temveč iz njihovih kombinacij v različne skupine. Takšne zveze atomov lahko štejejo nekaj, stotine, tisoče ali celo več atomov. Sila, ki drži te atome v takih skupinah, se imenuje Velika sovjetska enciklopedija.

Z drugimi besedami lahko rečemo, da je kemična vez interakcija, ki zagotavlja povezavo posameznih atomov v kompleksnejše strukture (molekule, ione, radikale, kristale itd.).

Razlog za nastanek kemične vezi je v tem, da je energija kompleksnejših struktur manjša od skupne energije posameznih atomov, ki jo tvorijo.

Torej, zlasti če interakcija atomov X in Y proizvede molekulo XY, to pomeni, da je notranja energija molekul te snovi nižja od notranje energije posameznih atomov, iz katerih je nastala:

E(XY)< E(X) + E(Y)

Iz tega razloga, ko se med posameznimi atomi tvorijo kemične vezi, se sprosti energija.

Elektroni zunanje elektronske plasti z najnižjo vezno energijo z jedrom, imenovani valenca. Na primer, v boru so to elektroni 2. energetske ravni - 2 elektrona na 2 s- orbitale in 1 krat 2 str-orbitale:

Ko nastane kemična vez, si vsak atom prizadeva pridobiti elektronsko konfiguracijo atomov žlahtnega plina, tj. tako da je v njegovi zunanji elektronski plasti 8 elektronov (2 za elemente prve periode). Ta pojav imenujemo pravilo okteta.

Atomi lahko dosežejo elektronsko konfiguracijo žlahtnega plina, če si na začetku posamezni atomi delijo del svojih valenčnih elektronov z drugimi atomi. V tem primeru nastanejo skupni elektronski pari.

Glede na stopnjo delitve elektronov lahko ločimo kovalentne, ionske in kovinske vezi.

Kovalentna vez

Kovalentne vezi najpogosteje nastanejo med atomi nekovinskih elementov. Če atomi nekovine, ki tvorijo kovalentno vez, pripadajo različnim kemijskim elementom, se taka vez imenuje polarna kovalentna vez. Razlog za to ime je v tem, da imajo atomi različnih elementov tudi različne sposobnosti privabljanja skupnega elektronskega para. Očitno to vodi do premika skupnega elektronskega para proti enemu od atomov, zaradi česar se na njem tvori delni negativni naboj. Po drugi strani se na drugem atomu tvori delni pozitivni naboj. Na primer, v molekuli vodikovega klorida je elektronski par premaknjen od atoma vodika k atomu klora:

Primeri snovi s polarnimi kovalentnimi vezmi:

CCl 4, H 2 S, CO 2, NH 3, SiO 2 itd.

Kovalentna nepolarna vez nastane med nekovinskimi atomi istega kemičnega elementa. Ker so atomi enaki, je tudi njihova sposobnost privabljanja skupnih elektronov enaka. V zvezi s tem ni opaziti premika elektronskega para:

Zgornji mehanizem za nastanek kovalentne vezi, ko oba atoma zagotavljata elektrone za tvorbo skupnih elektronskih parov, se imenuje izmenjava.

Obstaja tudi donorsko-akceptorski mehanizem.

Ko nastane kovalentna vez z donorsko-akceptorskim mehanizmom, nastane skupni elektronski par zaradi zapolnjene orbitale enega atoma (z dvema elektronoma) in prazne orbitale drugega atoma. Atom, ki daje osamljeni elektronski par, se imenuje donor, atom s prazno orbitalo pa akceptor. Atomi, ki imajo seznanjene elektrone, na primer N, O, P, S, delujejo kot darovalci elektronskih parov.

Na primer, glede na donorsko-akceptorski mehanizem nastanek četrtega kovalenta povezave N-H v amonijevem kationu NH 4 +:

Za kovalentne vezi je poleg polarnosti značilna tudi energija. Energija vezi je najmanjša energija, potrebna za prekinitev vezi med atomi.

Energija vezave se zmanjšuje z večanjem polmerov vezanih atomov. Ker vemo, da se atomski radiji povečujejo po podskupinah navzdol, lahko na primer sklepamo, da se moč vezi halogen-vodik povečuje v seriji:

HI< HBr < HCl < HF

Prav tako je energija vezi odvisna od njene mnogoterosti – večja kot je mnogoterost vezi, večja je njena energija. Večkratnost vezi se nanaša na število skupnih elektronskih parov med dvema atomoma.

Ionska vez

Ionsko vez lahko obravnavamo kot skrajni primer polarne kovalentne vezi. Če je v kovalentno-polarni vezi skupni elektronski par delno premaknjen na enega od para atomov, potem je v ionski vezi skoraj popolnoma "dan" enemu od atomov. Atom, ki odda elektrone, pridobi pozitiven naboj in postane kation, in atom, ki mu je vzel elektrone, pridobi negativen naboj in postane anion.

torej ionska vez je vez, ki nastane zaradi elektrostatične privlačnosti kationov na anione.

Tvorba te vrste vezi je značilna pri interakciji atomov tipičnih kovin in tipičnih nekovin.

Na primer, kalijev fluorid. Kalijev kation nastane z odstranitvijo enega elektrona iz nevtralnega atoma, fluorov ion pa z dodatkom enega elektrona atomu fluora:

Med nastalimi ioni nastane elektrostatična privlačna sila, kar povzroči nastanek ionske spojine.

Pri nastanku kemijske vezi so elektroni iz atoma natrija prešli na atom klora in nastali so nasprotno nabiti ioni, ki imajo zaključen zunanji energijski nivo.

Ugotovljeno je bilo, da se elektroni od kovinskega atoma ne odtrgajo popolnoma, temveč le premaknejo proti atomu klora, kot pri kovalentni vezi.

Večina binarnih spojin, ki vsebujejo kovinske atome, je ionskih. Na primer oksidi, halogenidi, sulfidi, nitridi.

Ionska vez nastane tudi med enostavnimi kationi in enostavnimi anioni (F −, Cl −, S 2-), pa tudi med enostavnimi kationi in kompleksnimi anioni (NO 3 −, SO 4 2-, PO 4 3-, OH −). Zato ionske spojine vključujejo soli in baze (Na 2 SO 4, Cu(NO 3) 2, (NH 4) 2 SO 4), Ca(OH) 2, NaOH)

Kovinska povezava

Ta vrsta vezi nastane v kovinah.

Atomi vseh kovin imajo v svoji zunanji elektronski plasti elektrone, ki imajo nizko vezno energijo z jedrom atoma. Za večino kovin je proces izgube zunanjih elektronov energijsko ugoden.

Zaradi tako šibke interakcije z jedrom so ti elektroni v kovinah zelo mobilni in v vsakem kovinskem kristalu nenehno poteka naslednji proces:

M 0 — ne − = M n + ,

kjer je M 0 atom nevtralne kovine in M ​​n + kation iste kovine. Spodnja slika prikazuje procese, ki potekajo.

To pomeni, da elektroni "hitijo" po kovinskem kristalu, se odcepijo od enega kovinskega atoma, iz njega tvorijo kation, se pridružijo drugemu kationu in tvorijo nevtralni atom. Ta pojav so poimenovali »elektronski veter«, zbiranje prostih elektronov v kristalu atoma nekovine pa »elektronski plin«. Ta vrsta interakcije med kovinskimi atomi se imenuje kovinska vez.

Vodikova vez

Če je atom vodika v snovi vezan na element z visoko elektronegativnostjo (dušik, kisik ali fluor), je za to snov značilen pojav, imenovan vodikova vez.

Ker je vodikov atom vezan na elektronegativni atom, se na vodikovem atomu tvori delni pozitivni naboj, na atomu elektronegativnega elementa pa delni negativni naboj. V zvezi s tem postane možna elektrostatična privlačnost med delno pozitivno nabitim vodikovim atomom ene molekule in elektronegativnim atomom druge. Na primer, opazimo vodikovo vez pri molekulah vode:

Vodikova vez je tista, ki pojasnjuje nenormalno visoko tališče vode. Poleg vode nastajajo močne vodikove vezi tudi v snoveh, kot so vodikov fluorid, amoniak, kisline, ki vsebujejo kisik, fenoli, alkoholi in amini.

Zamisel o oblikovanju kemične vezi z uporabo para elektronov, ki pripadajo obema povezovalnima atomoma, je leta 1916 izrazil ameriški fizikalni kemik J. Lewis.

Kovalentne vezi obstajajo med atomi tako v molekulah kot v kristalih. Pojavlja se tako med enakimi atomi (na primer v molekulah H2, Cl2, O2, v kristalu diamanta) kot med različnimi atomi (na primer v molekulah H2O in NH3, v kristalih SiC). Skoraj vse vezi v molekulah organskih spojin so kovalentne (C-C, C-H, C-N itd.).

Obstajata dva mehanizma za nastanek kovalentnih vezi:

1) izmenjava;

2) donor-akceptor.

Menjalni mehanizem nastajanja kovalentne vezije v tem, da vsak od povezovalnih atomov daje en nesparjen elektron za tvorbo skupnega elektronskega para (vezi). Elektroni medsebojno delujočih atomov morajo imeti nasprotne vrtljaje.

Oglejmo si na primer nastanek kovalentne vezi v vodikovi molekuli. Ko se vodikovi atomi približajo, njihovi elektronski oblaki prodrejo drug v drugega, kar imenujemo prekrivanje elektronskih oblakov (slika 3.2), elektronska gostota med jedri se poveča. Jedra se privlačijo. Posledično se energija sistema zmanjša. Ko se atomi zelo približajo, se poveča odbojnost jeder. Zato obstaja optimalna razdalja med jedri (dolžina vezi l), pri kateri ima sistem minimalno energijo. V tem stanju se sprošča energija, imenovana vezavna energija E St.

riž. 3.2. Diagram prekrivanja elektronskega oblaka med tvorbo molekule vodika

Shematično lahko nastanek molekule vodika iz atomov predstavimo na naslednji način (pika pomeni elektron, črta pa par elektronov):

N + N→N: N ali N + N→N - N.

IN splošni pogled za molekule AB drugih snovi:

A + B = A: B.

Donorsko-akceptorski mehanizem tvorbe kovalentne vezileži v tem, da en delec - donor - predstavlja elektronski par, ki tvori vez, drugi - akceptor - pa predstavlja prosto orbitalo:

A: + B = A: B.

akceptor darovalca

Razmislimo o mehanizmih nastanka kemičnih vezi v molekuli amoniaka in amonijevega iona.

1. Izobraževanje

Atom dušika ima na zunanji strani raven energije dva seznanjena in trije neparni elektroni:

Vodikov atom na podravni s ima en nesparjen elektron.


V molekuli amoniaka tvorijo neparni 2p elektroni dušikovega atoma tri elektronske pare z elektroni treh vodikovih atomov:

.

V molekuli NH 3 nastanejo po izmenjalnem mehanizmu 3 kovalentne vezi.

2. Tvorba kompleksnega iona - amonijevega iona.

NH 3 + HCl = NH 4 Cl ali NH 3 + H + = NH 4 +

Atom dušika ostane z osamljenim parom elektronov, to je z dvema elektronoma z antiparalelnimi vrtljaji v eni atomski orbitali. Atomska orbitala vodikovega iona ne vsebuje elektronov (prazna orbitala). Ko se molekula amoniaka in vodikov ion približata drug drugemu, pride do interakcije med osamljenim parom elektronov atoma dušika in prazno orbitalo vodikovega iona. Osamljeni par elektronov postane skupen dušikovim in vodikovim atomom in nastane kemična vez v skladu z donorsko-akceptorskim mehanizmom. Atom dušika molekule amoniaka je donor, vodikov ion pa akceptor:

.

Opozoriti je treba, da so v ionu NH 4 + vse štiri vezi enakovredne in nerazločljive; zato je v ionu naboj delokaliziran (razpršen) po celotnem kompleksu.

Obravnavani primeri kažejo, da sposobnost atoma za tvorbo kovalentnih vezi določajo ne le enoelektronski, temveč tudi 2-elektronski oblaki ali prisotnost prostih orbital.

Po donorsko-akceptorskem mehanizmu nastajajo vezi v kompleksnih spojinah: - ;

2+ ;

2- itd.

Kovalentna vez ima naslednje lastnosti:

- nasičenost;