ВОДНЕВИЙ ЗВ’ЯЗОК

ЙОННИЙ ЗВ’ЯЗОК

Природу йонного зв’язку, структуру і властивості йонних сполук можна пояснити з позицій електростатичної теорії хімічного зв’язку. Згідно цієї теорії, хімічна взаємодія трактується як процес утворення іонів, що приводить до їх електростатичної взаємодії.

Сполучення різних елементів зумовлене намаганням їх атомів утворити енергетично найстійкіші електронні системи. Така енергетично стійка електронна система може утворитись також завдяки односторонній передачі електронів, що й спостерігається в іонних сполуках. Притягування електронів одного атома атомом іншого приводить до утворення позитивно та негативно заряджених йонів із стійкими електронними оболонками. Ці іони взаємно притягуються між собою. Так виникає іонний, або електровалентний, зв’язок, оскільки утворення протилежно заряджених іонів з дуже стійкими електронними оболонками супроводжується зменшенням енергії кожного з атомів, що сполучилися.

Розглянемо для прикладу сполучення атомів калію і фтору. Атом фтору має таку електронну будову: 1s²2s²2p⁵, тобто 7 електронів розміщено на зовнішньому електронному шарі. Будову атому калію можна представити формулою ₁₉К 1s²2s²2p⁶3s²3p⁶4s¹, він має лише один електрон на зовнішньому електронному шарі. Отже, щоб утворились енергетично вигідні стійкі електронні оболонки в обох атомах, атому калію легше віддати свій один електрон, ніж приєднати 7 чужих електронів. Тому атоп калію легко утворює позитивно заряджений йон К⁺, віддаючи електрон, а атом фтору з тієї самої причини приєднує один електрон і перетворюється в йон F^- із стійкою електронною оболонкою:

К^. -е = К⁺ F + e = F ^- K⁺ + F^- = K⁺F^-.

Кожен іон можна записати електронною формулою. Так, електронна формула іона F^- має вигляд: 1s²2s²2p⁶, а іона калію К⁺ 1s²2s²2p⁶3s²3p⁶. Як видно, в цих іонах досягнута стійка електронна конфігурація.

При утворенні позитивно зарядженого іона радіус відповідного атома зменшується, а при утворенні негативно зарядженого іона - збільшується, тому аніони завжди рихліші, ніж катіони.

Здатність атомів елементів утворювати прості іони зумовлена їх електронною структурою, яку можна оцінити за величиною потенціалів іонізації та спорідненості до електрона. Ясно, що катіони легше утворюють елементи, для яких характерні малі значення потенціалів іонізації, тобто лужні та лужно-земельні метали. Прості аніони найлегше утворюють р-елементи VII групи внаслідок великої спорідненості їх до електрона.

Під час сполучення атома водню з сильно електронегативним елементом (фтором, киснем, азотом тощо) може утворитися ще один додатковий зв’язок – водневий. Він виникає між електронегативними елементами сусідніх молекул за допомогою атома водню. Не ослаблюючи зв’язку з атомом елемента, з яким він утворює полярний ковалентний зв’язок, атом водню притягує електрони від іншої молекули. Цю здатність атома водню можна пояснити його малим розміром і здатністю проникати в електронні оболонки інших атомів. Наприклад:

+d -d +d -d +d -d +d -d +d -d +d -d

H – F … H – F … H – F … H – F … H – F … H – F.

Водневі зв’язки зумовлюють утворення асоціатів багатьох сполук, що мають сильно поляризовані сполучення. Вода, аміак, спирти та інші рідини, де в сполуках атом водню зв’язаний з електронегативним атомом іншого елементу, відрізняються здатністю до асоціації. Асоціацією зумовлено підвищення температур плавлення, кипіння і теплоти пароутворення речовин.

Дата добавления: 2015-05-24