Ковалентная связь: Часть 1

Видео

Конспект

Когда атомы приближаются друг к другу, между ними возникает сложное взаимодействие, определяющее возможность образования химической связи. Давайте рассмотрим этот процесс подробно.

На больших расстояниях атомы практически не взаимодействуют - их общая энергия системы близка к нулю. По мере сближения начинают действовать силы притяжения между ядром одного атома и электронами другого, что приводит к понижению энергии системы. Этот процесс продолжается до достижения оптимального расстояния между ядрами ( r_0 ), при котором энергия системы становится минимальной ( E_{\text {min }} ).

1 В точке r_0 устанавливается равновесие:

Силы притяжения между ядрами и электронами компенсируются.

Силы отталкивания между электронными облаками и ядрами.

Система приобретает устойчивую конфигурацию.

Образование связи энергетически выгодно, потому что:

Система переходит в состояние с минимальной энергией.

Для разрыва связи требуется сообщить энергию (Emin).

Молекула становится более устойчивой, чем отдельные атомы.

При расстояниях меньше R_{0} :

Резко возрастают силы отталкивания между ядрами

Энергия системы стремительно увеличивается

Стабильная конфигурация нарушается

Типы химической связи.

1. Ковалентная связь.

Ковалентная связь представляет собой фундаментальный тип химического взаимодействия, возникающего между атомами за счёт образования общих электронных пар. Этот вид связи характерен преимущественно для соединений неметаллов и объясняет строение подавляющего большинства молекулярных веществ в природе.

Образование ковалентной связи происходит благодаря двум основным механизмам:

обменный механизм - реализуется, когда каждый из взаимодействующих атомов предоставляет по одному неспаренному электрону для создания общей электронной пары.

донорно-акцепторный - существенно отличается. В этом случае один атом (донор) предоставляет неподелённую электронную пару, а другой (акцептор) свободную орбиталь. Яркий пример - образование иона аммония NH_{4}{ }^{+} , где атом азота в молекуле аммиака NH_{3} выступает донором электронной пары, а ион водорода H^{+} - акцептором.

Энергетически образование ковалентной связи всегда выгодно - система переходит в состояние с меньшей энергией.