Химическая связь – взаимное сцепление атомов в молекуле и кристаллической решетке под воздействием электрических сил притяжения между атомами. Атом на внешнем энергетическом уровне способен содержать от одного до восьми электронов. Валентные электроны – электроны предвнешнего, внешнего электронных слоев, участвующие в химической связи. Валентность – свойство атомов элемента образовывать химическую связь.
Ковалентная связь образуется за счет общих электронных пар, возникающих на внешних и предвнешних подуровнях связываемых атомов.
Общая электронная пара осуществляется через обменный или донорно-акцепторный механизм. Обменный механизм образования ковалентной связи – спаривание двух неспа-ренных электронов, принадлежащих различным атомам. Донорно-акцепторный механизм образования ковалетной связи – образование связи за счет пары электронов одного атома (донора) и вакантной орбитали другого атома (акцептора).
Есть две основные разновидности ковалентной связи: неполярная и полярная.
Ковалентная неполярная связь возникает между атомами неметалла одного химического элемента (O2, N2, Cl2) – электронное облако связи, образованное общей парой электронов, распределяется в пространстве симметрично по отношению к ядрам обоих атомов.
Ковалентная полярная связь возникает между атомами различных неметаллов (HCl, CO2, N2O) – электронное облако связи смещается к атому с большей электроотрицательностью.
Чем сильнее перекрываются электронные облака, тем прочнее ковалентная связь.
Электроотрицательность – способность атомов химического элемента оттягивать к себе общие электронные пары, участвующие в образовании химической связи.
Свойства ковалентной связи: 1) энергия; 2) длина; 3) насыщаемость; 4) направленность.
Длина связи – расстояние между ядрами атомов, образующих связь.
Энергия связи – количество энергии, необходимое для разрыва связи.
Насыщаемость – способность атомов образовывать определенное число ковалентных связей.
Направленность ковалентной связи – параметр, определяющий пространственную структуру молекул, их геометрию, форму.
Гибридизация – выравнивание орбиталей по форме и энергии. Существует несколько форм перекрывания электронных облаков с образованием ?-связей и ?-связей (?-связь намного прочнее ?-связи, ?-связь может быть только с ?-связью).
Валентные возможности атомов определяются числом не спаренных электроном, а так же числом не поделённых электронных пар способных переходить на свободные орбитали атома другого элемента (участвовать в образовании ковалентной связи по донорно-акцепторному механизму).
Например, образование третьей связи при образовании иона гидроксония, неподелённая пара электронов атома кислорода (донор) переходит на свободную орбиталь иона водорода (акцептор):
Рассмотрим электронографические формулы элементов и установим причину разной валентности.
Валентность С – II и IV, а Н – I, Нe – 0, Be – II, B – III, P – V.
Итак, от чего зависят валентность и валентные возможности атомов?
Расход энергии (Е) на перевод атома в возбужденное состояние компенсируется энергией, выделяющейся при образовании химической связи.
Вывод
Валентные возможности атомов химических элементов определяются:
1) числом неспаренных электронов (одноэлектронных орбиталей);
2) наличием свободных орбиталей;
3) наличием неподеленных пар электронов.
