Образование ковалентной связи: особенности и примеры

Ковалентная полярная и неполярная связи — что это такое

Определение 1

Ковалентная связь — это химическая связь, образованная суперпозицией (социализацией) пары валентных электронных облаков, расположенных на внешней оболочке атома. Электронные облака, обеспечивающие связь, как правило, содержат неспаренный электрон и образуют общую электронную пару.

Определение 2

Общая электронная пара — это связанное состояние двух взаимодействующих электронов, которые занимают орбиталь и обеспечивают химическую связь, расположенную между ядрами атомов. Электроны общей электронной пары принадлежат обоим атомам одновременно.

Ярким примером является ковалентная связь, которая образует молекулу водорода H2 (справа), где два атома водорода обеспечивают по одному электрону каждый:

В случае, если атомы, образующие ковалентную связь, идентичны, реальные заряды атомов в молекуле будут одинаковыми. Это связано с тем, что атомы, образующие связи, в равной степени имеют общую электронную пару. Степень окисления каждого из атомов будет нулевой. Эта связь называется неполярной ковалентной связью. Такое соединение характерно для простых веществ, например, для O2, N2, Cl2.

У разных атомов степень владения общей парой электронов зависит от разницы в электроотрицательности атомов. Атом, характеризующийся высокой электроотрицательностью, способен сильнее притягивать пару связывающих электронов. В этом случае реальный заряд атома становится отрицательным.

Атом с меньшей электроотрицательностью становится положительно заряженным по той же причине. Когда связь образуется между парой разных атомов, это называется ковалентной полярной связью.

Неполярное общение отличается от полярного в основном симметрией. При полярной связи электроны находятся вокруг атома. В случае неполярной связи расположение электронов симметрично, то есть они расположены на одинаковом расстоянии от ядер обоих атомов. Электронное облако неполярной связи, образованное общей парой электронов, занимает симметричное положение в пространстве или равномерно распределено относительно ядер обоих.

Водородная связь

Водородная связь — это связь между электроотрицательным атомом (F, O, N) и атомом водорода, ковалентно связанным с другим электроотрицательным атомом (F, O, N).

Водородные связи влияют на физические (точка кипения, точка плавления) и химические (кислотно-основные) свойства соединений.

Межмолекулярные водородные связи приводят к связыванию молекул, что приводит к увеличению температур кипения и плавления вещества. Например, этиловый спирт C2H5OH, способный к ассоциации, кипит при + 78,3 ° С, а диметиловый эфир СН3ОСН3, не образующий водородных связей, только при -24 ° С (молекулярная формула обоих веществ С2Н6О).

Полярные молекулы

Как образуются ковалентные полярные химические связи? Они возникают в ситуациях, когда связанные атомы неметаллов имеют разную электроотрицательность. В таких случаях общие электроны располагаются ближе к атому с наибольшей электроотрицательностью. В качестве примера ковалентной полярной связи можно рассматривать связи, образованные в молекуле бромистого водорода. Здесь общественные электроны, ответственные за образование ковалентной связи, ближе к брому, чем к водороду. Причина этого в том, что бром имеет более высокую электроотрицательность, чем водород.

Особенности ионной связи

Поскольку силовые поля ионов противоположного заряда равномерно распределены во всех направлениях, каждый из них способен притягивать к себе частицы противоположного знака. Это то, что характеризует ненаправленность ионной связи.

Взаимодействие двух ионов противоположного знака не означает полной взаимной компенсации единичных силовых полей. Это способствует сохранению способности притягивать ионы в других направлениях, поэтому наблюдается ненасыщенность ионной связи.

В ионном соединении каждый ион обладает способностью притягивать к себе определенное количество других ионов противоположного знака, образуя кристаллическую решетку ионной природы. В таком кристалле нет молекул. Каждый ион окружен в веществе определенным количеством ионов разного знака.

Типы связи

В общем, есть два типа ковалентных связей:

• обмен,
• донор-принимаю.

В типе обмена ковалентными связями между атомами каждый из соединяющих атомов представляет собой неспаренный электрон для образования электронной связи. В этом случае эти электроны должны иметь противоположные заряды (спин).

Примером такой ковалентной связи могут быть связи, возникающие с молекулой водорода. Когда атомы водорода приближаются друг к другу, их электронные облака проникают друг в друга, в науке это называется суперпозицией электронных облаков. В результате плотность электронов между ядрами увеличивается, они сами притягиваются друг к другу, а энергия системы уменьшается. Однако, когда вы подходите слишком близко, жилы начинают отталкивать друг друга и, следовательно, между ними оказывается оптимальное расстояние.

Это более четко показано на изображении.

Как и в случае ковалентной связи донор-акцептор, это происходит, когда частица, в данном случае донор, имеет свою электронную пару для связи, а вторая, акцептор, имеет свободную орбиталь.

Говоря также о типах ковалентных связей, можно выделить неполярные и полярные ковалентные связи, более подробно о них мы поговорим ниже.

Как определить связь

Что ж, теперь вы знаете ответ на вопрос, как определить ковалентную полярную связь и чем не полярную, для этого достаточно знать свойства и химическую формулу молекул, если эта молекула состоит из атомов разных элементов, то связь будет полярной, если от элемента, следовательно, неполярной… Также важно помнить, что ковалентные связи в общем могут возникать только между неметаллами, это связано с механизмом ковалентных связей, описанным выше.

Виды связи

В химии различают разные типы связей: ионные, ковалентные, металлические. Ковалентная химическая связь бывает двух типов: полярная и неполярная.

Каков механизм его создания? Неполярная ковалентная химическая связь образуется между атомами одних и тех же неметаллов, которые имеют одинаковую электроотрицательность. В этом случае образуются общие электронные пары.

Способы определения ковалентной связи

Как определить полярные ковалентные химические связи? Для этого нужно знать состав молекул. Если в ней есть атомы разных элементов, то в молекуле существует ковалентная полярная связь. Неполярные молекулы содержат атомы химического элемента. Среди задач, которые предлагаются в рамках школьного курса химии, есть такие, которые предполагают определение типа связи. Задания этого типа входят в задачи итоговой аттестации по химии в 9 классе, а также в тесты единого государственного экзамена по химии в 11 классе.

Определение, основные формулы

Определение 3

Полярная ковалентная связь — это разновидность ковалентной связи, образование которой объясняется взаимодействием атомов со значительно различающейся электроотрицательностью.

Пример 1

Ковалентная полярная химическая связь образуется в молекуле соляной кислоты, представленной парой общих электронов атомов H и Cl. Истинный электрический заряд, который образуется на атомах молекулы, имеет частичное значение, обозначенное греческой буквой δ (дельта). Вы можете установить вектор сдвига электронной пары с помощью стрелки.

Если взаимодействующие элементы имеют разную электроотрицательность, движение общей электронной пары происходит к элементу с большей электроотрицательностью. При этом образование частичного отрицательного заряда может наблюдаться в атоме с более высоким ЭО из-за наличия избытка отрицательно заряженных электронов.

Этот процесс приводит к образованию частичных зарядов H + 0,18 и Cl — 0,18 на атомах соединения. При этом в молекуле образуется пара полюсов, то есть положительный и отрицательный. Эта ковалентная связь называется полярной.

Определение 4

Неполярная ковалентная связь — это тип химической связи, которая образуется между атомами, имеющими одинаковую электроотрицательность.

Металлическая связь

Металлическая связь: обобществление валентных электронов «электронного газа» осуществляется в простых веществах, металлах и их сплавах (Na, Fe, Cr, Al и т.д.).