Ковалентная связь – связь атомов с помощью общих электронных пар. Это наиболее общий тип химической связи. Ионная и металлическая связи могут рассматриваться как варианты сильнополярной ковалентной связи.
Существует два механизма образования ковалентной связи.
Обменный механизм. Каждый атом вносит по одному электрону: А · + В· = А : В. Общая пара электронов обозначается чертой : А–В. Ковалентная связь образуется двумя электронами, которые принадлежат двум атомам и обладают противоположными спинами. Механизм образования ковалентной связи заключается в перекрывании электронных облаков. Связь тем прочнее, чем в большей степени перекрываются облака.
Ковалентные связи, при образовании которых область перекрывания электронных облаков находится на линии, соединяющей ядра атомов, называется σ-связями.
π-связи – это ковалентные связи, при образовании которых область перекрывания электронных облаков находится по обе стороны от линии, соединяющей ядра атомов. Эти связи образуются, когда между двумя атомами возникают 2 или 3 общие электронные пары. Число общих электронных пар характеризует кратность связи.
H· + ·H → H··H, H–H, H2
O: + :O → O::O O=О, O2
N N → N N, N N, N2
Донорно-акцепторный механизм. При образовании связи по этому механизму один атом (донор) предоставляет неподелённую пару электронов, которая становится общей электронной парой между ним и другим атомом (акцептором). Эта связь образуется в результате перекрывания орбитали с неподелённой электронной парой атома-донора и свободной орбитали атома-акцептора: А: + В → А:В
Донорно-акцепторная связь не отличается по своим свойствам от ковалентной связи.
Если атом элемента образует ковалентные связи и по обменному, и по донорно-акцепторному механизму, то его валентность определяется общим числом орбиталей на внешнем энергетическом уровне.
Типы ковалентной связи:
Неполярная – образуется между атомами с одинаковой электроотрицательностью. Общая электронная пара, которая образует связь, в равной степени принадлежит обоим атомам и находится на одинаковом расстоянии от ядер обоих атомов.
Полярная – связь с неравномерным распределением электронной плотности между взаимодействующими атомами. Образуется между атомами, которые незначительно отличаются по электроотрицательности. Общая электронная пара, которая образует свзяь, смещается к атому более электроотрицательного элемента.
Ионная связь – связь между ионами, осуществляемая электростатическим притяжением между атомами с большой разницей электроотрицательностей. Взаимодействуют ионы. Атому металлов отдают свои валентные электроны и превращаются в положительно заряженные ионы, а атомы неметаллов принимают электроны и превращаются в отрицательно заряженные ионы. Разноимённо заряженные ионы притягиваются, образуя ионные соединения. NaCl, CaF2
