6.Делокалізований π-зв’язок.

Ковалентний σ-зв’язок завжди двоцентровий, локалізований у просторі, спільна електронна па­ра перебуває між сполученими атомами.

Двоцентровий π-зв’язок також завжди локалізований у про­сторі між сполученими атомами, наприклад у молекулах N₂, СО, С₂Н₄, С0₂.

Відомо, що додаткову стійкість молекулам надає система спряжених зв’язків, які виникають у молекулах деяких нециклічних та ароматичних вуглеводнів. Спряженими називають кратні зв’язки, розділені простим зв’язком. До спряжених не належать зв’язки, розділені кількома простими зв’язками або споріднені, тобто кратні зв’язки, утворені одним атомом. Прикладом молекули зі спряженими зв’язками може бути бутадієн-1,3 СН₂=СН-СН=СН₂. Кратні і прості зв’язки, що чергуються, утворюють в молекулах ланцюг спряження. У системі спряжених зв’язків уздовж ланцюга відбувається вирівнювання довжин та енергій зв’язків. Наприклад, простий зв’язок між атомами вуглецю 2 і 3 в молекулі бутадієну має довжину 147 пм, що менше від довжини простого зв’язку С–С, яка становить 154 пм. Цей факт можна пояснити утворенням делокалізованого π-зв’язку вздовж ланцюга спряжених зв’язків, але в цьому разі π-електрони розподіляються так, що між атомами вуглецю 2 і 3 в молекулі бутадієну зв’язок набуває лише частково подвійного характеру, і атоми вуглецю 1 і 4 ненасичені більше, ніж атоми вуглецю 2 і 3. Внаслідок цього бутадієн більш здатний до приєднання інших атомів у положення 1 і 4:

СН₂=СН-СН=СН₂ + Br₂ → BrСН₂-СН=СН-СН₂Br

7. Металічний зв'язок.

Металічний зв'язок – багатоцентровий зв'язок, який існує у металах та їх сплавах між позитивними іонами та валентними електронами. Він є не напрямленим, оскільки валентні електрони розміщені майже рівномірно. Енергія металічного зв’язку менша за енергію ковалентного.

За рахунок малих значень енергій йонізації у металах легко відриваються зовнішні електрони, тому зв’язок хімічний утворюється у вузлах кристалічної гратки між йонами металів Ме⁺. Тому електрони, які відірвались, можуть вільно рухатись в проміжках між цими йонами, утворюючи «електронний газ» ( сукупність рухливих електронів). Носіями електрики в атомах металів є електрони, тому всі вони володіють високою електропровідністю. Просторове розміщення йонів у вузлах кристалічної гратки не строго визначене, а «хаотично», тому всі вони пластичні і ковкі.

8. Іонний зв’язок.

Утворення і властивості іонного зв’язку. Сполуки з іонним типом зв’язку утворюються в результаті взаємодії елементів, атоми яких значно різняться електронегативністю. Як уже за­значалося, іонний зв’язок виникає за умови, що різниця між значеннями електронегативностей елементів перевищує 1,9. Якщо ж ця різниця менша за 1,9, то зв’язок має ковалентний характер. Наприклад, натрій бурхливо реагує з хлором, вна­слідок чого утворюється хлорид натрію, що має іонну криста­лічну будову (ᴂ_Cl – ᴂ_Na = 3,0 – 0,9 = 2,1 > 1,9):

2Nа(тв.) + С1₂(г.) = 2NаС1(тв.).

Початкові теоретичні уявлення про іонний зв’язок запрова­див В. Коссель. Суть його поглядів полягає в таких основних твердженнях: 1) під час взаємодії двох атомів один з них віддає електрон і перетворюється на позитивно заряджений іон – катіон, інший атом приєднує електрон і перетворюється на негативно заряджений іон – аніон; 2) іони з протилежними зарядами електростатично притягують­ся один до одного й утворюють стійку сполуку з йонним зв’язком.

Хлорид натрію NаС1 є типовим прикладом іонної сполуки. Такі процеси перетворення атомів на іони виявляються енерге­тично вигідними тоді, коли атом, що віддає електрон, має низь­ку енергію іонізації, а атом, що його приєднує, – велику спорідненість до електрона.

В основу іонного зв’язку покладено переважно електростатичну взаємодію між іонами, тому, на відміну від ковалентного, іонний зв’язок характеризується ненапрямленістю та ненасиченістю.

Ненапрямленість іонного зв’язку зумовлена тим, що елек­тричне поле кожного іона, який уявно можна розглядати як за­ряджену сферу, поширюється у просторі в усіх напрямках.

Ненасиченість іонного зв’язку пов’язана з тим, що в ре­зультаті взаємодії двох протилежно заряджених іонів їхні елек­тричні поля компенсуються не повністю, тому можливе притя­гання цих іонів у інших напрямках (рис. 12.).

Рис. 13. Розподіл електричних силових полів двох протилежно заряджених іонів

У результаті кожний іон оточує себе іонами протилежного заряду.

Сполуки з іонним типом зв’язку у вигляді молекул не існу­ють ні в твердому стані, в якому вони мають іонну кристалічну ґратку, ні в розчині, де вони дисоціюють на іони під впливом полярних молекул розчинника. Нестійкі молекули іонних сполук (NaС1, LіСІ та ін.), а також їхні асоціати можна виявити тільки в газовому стані за високих температур.

Енергія кристалічної ґратки – це енергія, яку потрібно за­тратити для повного розкладу 1 моль твердої іонної речо­вини на газоподібні іони, віддалені один від одного на нескінченно велику відстань.

Вона чисельно дорівнює і протилежна за знаком енергії, яка ма­ла б виділитися під час утворення 1 моль кристалічної речовини з газоподібних іонів.