Ковалентная связь

Химическая связь между атомами, осуществляемая обобществленными электронами, называется ковалентной связью. Ковалентная связь является универсальным типом химической связи. Она существует между атомами, как.в молекулах так м и в кристаллах. Такая связь может возникать между одинаковыми атомами (в молекулах, в кристалле алмаза) и между разными атомами (в молекулах и т.д.). Существуют два метода объяснения характера ковалентной связи метод валентных связей (ВС) и метод молекулярных орбиталей (МО). Мы рассмотрим метод ВС. Этот метод основан на двух идеях:

1. химическая ковалентная связь возникает в результате спаривания электронов с

противоположными спинами, принадлежащих разным атомам, получающаяся связь является двухцентровой, двухэлектроной связью;

2. при образовании молекулы электронная структура составляющих ее атомов в основном сохраняется, а все химические связи в молекуле могут быть представлены набором фиксированных (локализованных) двух — центровых, двухэлектронных связей. Такие связи в схемах изображается чертой.

Перекрывание атомных орбиталей и классификация ковалентных связей.

В зависимости от направления перекрывания атомных орбиталей различают связи.

— связь возникает при перекрывании атомных орбиталей вдоль оси, соединяющей ядра взаимодействующих атомов.

Простейший случай — связи наблюдается в молекуле водорода, образующейся за счет перекрывания s- орбиталей атомов водорода (рис. 2.2а). Вследствие сферической формы s -орбиталей два s- электрона могут образовать только такую связь, при которой перекрывание атомных орбиталей происходит вдоль оси, соединяющей ядра атомов. – связи могут возникнуть также при перекрывании s - и p -орбиталей (рис. 226), двух p- орбиталей (рис. 2.2в) и двух d- орбиталей (рис. 2.2г).

— связь осуществляется при перекрывании атомных орбиталей по обе стороны оси, соединяющей ядра атомов. При взаимодействии двух p -атомных орбиталей (рис. 2.За), расположенных перпендикулярно оси, соединяющей, ядра атомов, возникают две области перекрывания, расположенные по обе стороны оси, соединяющей ядра атомов.

— связь может также образоваться при перекрывании p- и d- орбиталей (рис. 2.3б).

— связь возникает при перекрывании двух d -атомных орбиталей, расположенных в параллельных плоскостях.

Таким образом, s -электроны могут участвовать в образовании только связи, p- электроны – в образовании связей, а d- электроны – как в образовании связей, так и связей. Еще более разнообразны способы взаимодействия f- электронов. — и связи могут полагаться на — связь, в результате образуются двойные и тройные связи. Например, между атомами углерода в молекуле этилена образуется одна и одна — связи. Связь между атомами углерода двойная. Двойные связи возникают при образовании молекулы, некоторых кислот и т.д. в молекуле ацетилена между атомами углерода имеется одна связи и две — связи (тройная связь). Тройная связь возникает и при образовании молекулы азота. Количество связей, образующихся между атомами, называется кратностью (порядком) связи. С увеличением порядка связи изменяются длины связи l и ее энергия. Энергия двойной связи не увеличивается в два раза, а энергия тройной – в три раза по сравнению с энергией одинарной связи. Это вызвано тем, что энергия — связи меньше, чем энергия связи.

— связь менее прочная, чем связи, и при химическом взаимодействии разрушается в первую очередь.

Дата добавления: 2014-10-23