Способи утворення ковалентного зв’язку

Існують різні способи утворення ковалентного зв’язку.

1) За рахунок неспарених електронів в незбуджених атомах. Наприклад, це відбувається при утворенні таких молекул, як H₂, HCl, Cl₂, N₂, NH₃. Так, атоми Хлору в незбудженому стані мають один неспарений електрон, тому між ними утворюється один зв’язок; атом Нітрогену має три неспарених електрони, тому він може брати участь в утворенні трьох ковалентних зв’язків.

Валентність Хлору Валентність Нітрогену

дорівнює 1 дорівнює 3

2) За рахунок неспарених електронів в збудженому стані атома. Спарені електрони при збудженні можуть роз’єднуватись при наявності вільних орбіталей.

Так, Карбон в нормальному стані може утворити 2 зв’язки, а в збудженому – чотири. Його валентність дорівнює відповідно 2 і 4. Процес збудження можна подати схемою, у якій збуджений стан позначено зірочкою:

Елементи третього періоду мають d -підрівень, на який можуть переходити s - і р -електрони зовнішнього шару при збудженні.

Наприклад, атом Хлору, що має в незбудженому стані один неспарений електрон, може бути переведений, при затраті деякої енергії, у збуджені стани, що характеризуються наявністю трьох, п’яти, семи неспарених електронів:

3) За рахунок неподіленої електронної пари одного атома і вакантної орбіталі іншого.

Отже, утворення ковалентного зв’язку може відбуватись при взаємодії одного атома або йона з заповненою атомною орбіталлю з іншим атомом або йоном, що має вакантну атомну орбіталь. Такий механізм утворення ковалентного зв’язку називається донорно-акцепторним.

Атом або йон, що дає пару електронів, називають донором, а атом або йон, який її приймає на вільну орбіталь, – акцептором.

Розглянемо утворення хімічного зв’язку за донорно-акцепторним механізмом при взаємодії молекули амоніаку з йоном Гідрогену NH₃ + H⁺ →NH₄⁺. Атом Нітрогену має на зовнішньому енергетичному рівні два спарених і три неспарених електрони.

В молекулі амоніаку неспарені 2 р -електрони атома Нітрогену утворюють три електронні пари з електронами атомів Гідрогену. У атома Нітрогену залишається неподілена пара електронів 2 s ², тобто два електрони з антипаралельними спінами на одній атомній орбіталі.

Атомна орбіталь йона Гідрогену не містить електронів (вакантна орбіталь). При зближенні молекули амоніаку і йона Гідрогену відбувається взаємодія неподіленої пари електронів атома Нітрогену і вакантної орбіталі йона Гідрогену. Неподілена пара електронів стає спільною для атомів Нітрогену і Гідрогену, виникає хімічний зв’язок за донорно-акцепторним механізмом. Атом Нітрогену молекули амоніаку є донором, а йон Гідрогену – акцептором. Утворення йона амонію можна представити такою схемою:

Атом Нітрогену в йоні NH₄⁺ має валентність, що дорівнює чотирьом.

Дата добавления: 2015-05-24