Химическая связь

Размеры атомов и ионов

Атомы, как и ионы, не имеют строго определенных границ в силу волновой природы электрона. Поэтому определяют условные радиусы атомов и ионов.

Наибольшее уменьшение радиуса атомов наблюдается у элементов малых периодов, у которых происходит заполнение внешнего энергетического уровня, т. е. для s- и р -элементов. Для d- и f -элементов наблюдается более плавное уменьшение радиуса при увеличении заряда ядра.

В пределах подгруппы радиус атомов увеличивается, поскольку растет число энергетических уровней.

Радиус атома всегда больше радиуса положительного иона, но меньше радиуса отрицательного иона:

R_l⁺ < R_A < R_l^‒.

Значительное уменьшение R атомов наблюдается у элементов малых периодов, у которых происходит заполнение внешнего энергетического уровня, т. е. для s- и р – элементов. Для d- и f – элементов наблюдается более плавное уменьшение R при увеличении Z.

Химическая связь возникает при взаимодействии атомов, приводящем к образованию химически устойчивой двух- или многоатомной системы (молекулы, кристалла). Рассмотрим образование химической связи на примере взаимодействия атомов Н. При сближении двух атомов водорода их сферические электронные облака перекрываются. Такое перекрывание возможно, если электроны ионов имеют антипараллельные спины. Электронная плотность в области перекрывания облаков повышается, следовательно, увеличивается сила притяжения между атомами. Возникает система, в которой два ядра взаимодействуют с двумя электронами, что приводит к выделению энергии, поэтому общая энергия системы уменьшается и система становится более устойчивой.

Система имеет минимум энергии при определенном расстоянии между ядрами атомов; при дальнейшем сближении атомов энергия начинает увеличиваться вследствие возрастания сил отталкивания между ядрами.

Химическая связь возникает только в том случае, если полная энергия взаимодействующих атомов уменьшается. Следовательно, при образовании химической связи энергия всегда выделяется.

Дата добавления: 2013-12-12