9)Теория химического строения
При взаимодействии атомов между ними может возникать химическая связь, приводящая к образованию устойчивой многоатомной системы: молекулы, молекулярного иона и кристалла. Энергия разрыва связи служит мерой её прочности. При образовании химической связи энергия всегда выделяется за счёт уменьшению потенциальной энергии взаимодействующих атомов. Потенциальная энергия образующихся частиц всегда меньше, чем потенциальная энергия исходных свободных атомов. Таким образом, условием образования химической связи является уменьшение потенциальной энергии взаимодействующих атомов. Химическая связь возникает благодаря взаимодействию электрических полей, создаваемых электронами и ядрами атомов, участвующих в образовании молекулы и кристалла.
Познание характера этого взаимодействия оказалось возможным на основе представления о строении атома и коркуспулярно-волновых свойствах электрона.
Согласно принципу неопределённости Гейзенберга нельзя одновременно точно измерять импульс и координаты частиц. Волновая функция ψ – это амплитуда вероятности четырёхмерного волнового процесса.
Если состояние системы изменяется во времени, то говорят, что система находится в стационарном состоянии.
типы химических связей
В настоящее время различат 5 типов химических связей:
- ионная: является полярной. Образуется в результате передачи электронов атомам одного элемента атомам другого;
- ковалентная: неполярная, полярная. Ковалентная связь возникает в результате образования общих электронных пар;
- металлическая связь: обусловлена наличием в кристаллической структуре металлов 3-х мерного каркаса, погруженного в электронный газ;
- водородная связь: возникает в случае, когда атом водорода связан с очень электроотрицательным атомом другого элемента;
- межмолекулярная связь: осуществляется силами Ван-дер-Ваальса или силами межмолекулярного притяжения молекул. Природа межмолекулярной связи состоит в электростатическом взаимодействии, причём в отличии от ионной и ковалентной связей сдвиг электронов взаимодействующих молекул осуществляется внутри молекул.
метод валентных связей.
способы образования ковалентных связей
Химическая связь осуществляется в молекуле водорода путём образования пары электронов с противоположно направленными спинами, принадлежащей обоим атомам. При этом возникает состояние с повышенной плотностью электронного облака, заполняющего межъядерное пространство, и вызывающего уменьшение энергии системы, что и приводит к возникновению сил притяжения между атомами.
Основные положения метода валентных связей (теория Г. Лондона):
Ковалентная химическая связь образуется 2-мя электронами с противоположно направленными спинами, причём эта электронная пара принадлежит 2-м атомам одновременно. Комбинаций таких 2-х электронных, 2-х центровых связей, отражающих электронную структуру молекул получило название валентных схем.
Валентная связь образуется в том направлении, в котором расположена наибольшая часть электронного облака, соответствующего валентным электронам. При этом осуществляется максимальное перекрывание облаков, связывающих электронов. Это означает, что ковалентная связь имеет направленный характер.
Ковалентная связь тем прочнее, чем в большей степени перекрываются взаимодействующие электронные облака.
Число общих электронных пар, связывающих атом данного элемента с другими атомами или иначе число образуемых атомом ковалентных связей, называется ковалентностью элемента, которая равна валентности элемента по отношению к водороду.
Способы образования ковалентных связей.
1-й способ: за счёт неспаренных электронов, имеющихся в невозбужд. атомах(обменный механизм)
2-ой способ: за счёт перевода спаренного электрона с более низкого энергетического подуровня атома на свободный более высокий энергетический подуровень этого же атома при возбуждении. При этом увеличение числа ковалентных связей сопровождается выделением большего количества энергии, чем затрачивается на перевод атома в возбужденное состояние.
3-й способ: донорно-акцепторный механизм. К таким орбиталям относятся S и P внешнего и d – орбитали пред внешнего электронных слоёв. Способность атомов участвовать в образовании ограниченного числа ковалентных связей получило название насыщаемость ковалентной связи.