Вопрос 31. Типы химических связей и физико-химические свойства соединений с ковалентной, ионной и металлической связью. Экспериментальные характеристики связей: энергия связи, длина, направленность.

Химическая связь — явление взаимодействия атомов, обусловленное перекрыванием электронных облаков связывающихся частиц, которое сопровождается уменьшением полной энергии системы.

• Металлическая связь

• Ковалентная связь

• Ионная связь

• Водородная связь

Физико-химические свойства соединений с ковалентной связью

Ковалентная связь образуется за счет перекрывания электронных облаков двух атомов. Каждый атом предоставляет один неспаренный электрон для образования одной химической связи, при этом происходит образование общей электронной пары.

Ковалентная неполярная связь образуется, если связующая пара электронов находится на равном расстоянии от обоих ядер. При смещении пары электронов к одному из атомов происходит образование ковалентной полярной связи. Ковалентная полярная связь обладает направленностью и насыщенностью,что и определяет структуру молекулы

Ковалентная связь тем прочнее, чем в большей степени перекрываются взаимодействующие электронные облака.

Прочность химической связи характеризуется энергией связи, т.е. энергией необходимой для разрыва связи.

Длина связи - расстояние между ядрами атомов, образующих связь перекрываются, образуя связь. За счёт этого достигается выигрыш в энергии. Образующаяся связь является более прочнее, например, длина связи в молекуле Н2 равна 0,074 нм, F2 - 0.142 нм, НР - 0,092 нм. Кратные связи короче простых, что можно проиллюстрировать примером связей углерод-углерод: длина одинарной связи С - С 0,154 нм, двойной С = С 0,134 нм, тройной С С 0,120 нм. Физико-химические свойства соединений с ионной связью

Ионная связь — прочная химическая связь, образующаяся между атомами с большой разностью электроотрицательностей, при которой общая электронная пара полностью переходит к атому с большей электроотрицательностью.

Важнейшие отличия ионной связи от других типов химической связи заключаются в ненаправленности и ненасыщаемости.

Электроотрицательность атомов сильно отличается.

Энергия ионной связи зависит от размеров ионов и от их зарядов. Чем меньше ионы и больше их заряд, тем больше энергия связи.

Физико-химические свойства соединений с металлической связью

Металлическая связь —связь, в которой одновременно существуют положительно заряженные атомы и свободный электронный газ.

Металлическая связь не обладает направленностью, насыщаемостью, т.к. ионы притягиваются ко всем окружающим их противоположно заряженным ионам.

Свободно движущиеся электроны обусловливают высокую электро- и теплопроводность. Вещества, обладающие металлической связью, часто сочетают прочность с пластичностью, так как при смещении атомов друг относительно друга не происходит разрыв связей.

Экспериментальные характеристики связей:

Энергия связи - это количество энергии, затрачиваемой на разрыв связи (чем больше энергия, тем прочнее связь). Энергию выражают в килоджоулях или в джоулях. Если разность суммарной энергии связи исходных элементов и продуктов реакции положительна, то реакция экзотермическая, если отрицательна, то эндотермическая.

Насыщенность - это валентные возможности атомов, т.е. определённое число ковалентных связей. Ионная связь и металлическая связь не обладают насыщенностью, т.к. ионы притягиваются ко всем окружающим их противоположно заряженным ионам.

Направленность. Когда атом соединяется с другим атомом, происходит перестройка его валентных орбиталей в новые гибридные орбитали удлинённой формы, которые более полнее перекрываются, образуя связь. За счёт этого достигается выигрыш в энергии. Образующаяся связь является более прочнее.

Длина связи - расстояние между ядрами атомов, образующих связь перекрываются, образуя связь. За счёт этого достигается выигрыш в энергии. Образующаяся связь является более прочнее.

Вопрос 32. Описание молекулы методом валентных связей (МВС). Механизм образования ковалентной связи. Насыщаемость ковалентной связи. Направленность ковалентной связи как следствие максимального перекрытия орбиталй. Сигма и пи-связи и их образование при перекрывании s-, p-, и d-орбиталей. Кратность связей в методе валентных связей. Поляризуемость и полярность ковалентной связи. Эффективные заряды атомов в молекулах. Полярность молекул.

Метод валентных связей (МВС) иначе называют теорией локализованных электронных пар, поскольку в основе метода лежит предположение, что химическая связь между двумя атомами осуществляется с помощью одной или нескольких электронных пар, которые локализованы преимущественно между ними.

в МВС простейшая химическая связь всегда двухэлектронная и обязательно двухцентровая.

Основные положения метода валентных связей

1. Ковалентная химическая связь образуется двумя электронами с противоположно направленными спинами, принадлежащими двум атомам.

2. Ковалентная связь тем прочнее, чем в большей степени перекрываются взаимодействующие электронные облака.

3. Характеристики химической связи определяются типом перекрывания атомных орбиталий .

4.Ковалентная связь направлена в сторону максимального перекрывания АО реагирующих атомов.