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 _ F + 1 е F анион F + 1 е F анион

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 Н Н По донорно-акцепторному механизму: один атом предоставляет электронную пару (донар), а другой – пустую орбиталь (акцептор) Н + : NН Н NН или Н NН Н + : NН Н NН или Н NН

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) Н 2 ϭ (s – s) Н 2 ϭ (s – s) Сl 2 ϭ (р – р) Сl 2 ϭ (р – р) НCl ϭ (s – 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 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: газамижидкостямитвердыми -- аморфные (расположение частиц в них неупорядоченное, например – стекло, смола, полимеры и др.) -- аморфные (расположение частиц в них неупорядоченное, например – стекло, смола, полимеры и др.) -- кристаллические ( характеризуются упорядоченной структурой – NaCl, KNO 3 …. ) -- кристаллические ( характеризуются упорядоченной структурой – NaCl, KNO 3 …. )

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+ δ- δ+ О Н О О Н О Н С δ+ δ- С Н Н С δ+ δ- С Н О Н О О Н О Внутримолекулярные водородные связи играют большую роль в формировании вторичной структуры белков, поддержании двойной спирали ДНК, сложной формы т-РНК

Резких границ между разными видами химических связей нет, все виды химической связи имеют единую электрическую природу. § 6, упр. 3, 4, 5