Основные свойства ковалентных связей

Таким образом, металлическая связь — это связь между атомами, ионами и свободными электронами в общем кристалле металла. Ковалентные связи делят на полярные и неполярные. Эти свойства связи влияют на химические и физические свойства веществ. Ковалентная связь образуется за счёт общих электронных пар, возникающих в оболочках связываемых атомов.

Вместе с тем и электроны удерживаются ионами в пределах кристаллической решётки и не могут её покинуть. Таким образом, электрический ток в металлах — это движение сорванных с орбитального радиуса электронов в поле положительно заряженных ионов, находящихся в узлах кристаллической решётки металла. Выход и вход свободных электронов в связывающее звено кристалла осуществляется через точки «0», равноудалённые от положительных ионов атомов (рис.2).

При образовании гетероатомной ковалентной связи электронная пара смещена к более электроотрицательному атому, что делает такую связь полярной. О третьем свойстве ковалентной связи – направленности – речь пойдет ниже (см. метод валентных связей). Ионная связь – частный случай ковалентной, когда образовавшаяся электронная пара полностью принадлежит более электроотрицательному атому, становящемуся анионом.

В газообразном состоянии NaCl имеет дипольный момент ~3∙10–29 Кл∙м, что соответствует смещению 0,8 заряда электрона на длину связи 0,236 нм от Na к Cl, т. е. Na0,8+Cl0,8–. Водородные связи могут быть внутри- и межмолекулярными. Поскольку силы между атомами и молекулами в этих решетках относятся к типу слабых ван-дер-ваальсовых, такие вещества плавятся при довольно низких температурах.

Ковалентная связь может быть образована путем обобществления электронов двух нейтральных атомов (обменный, или равноценный механизм образования связи). Для предсказания типа гибридизации атомных орбиталей пользуются алгоритмом, представляющим образование связи по донорно-акцепторному механизму. Общая пара электронов в случае ионной связи практически полностью смещена к аниону. В металлах валентные электроны удерживаются атомами крайне слабо и способны мигрировать.

Основные свойства ковалентных связей

Металлы – это химические элементы с низкой электроотрицательностью, поэтому они легко отдают свои валентные электроны. Но это и не совокупность атомов, которые иногда переходят в катионную форму и передают свой электрон другому катиону. Возникновение водородной связи обусловлено уникальной особенностью атома водорода. Это общая закономерность для веществ, между молекулами которых образуется водородная связь. Эти вещества характеризуются более высокой Т кип.,Т пл, растворимостью в воде и более низкой летучестью.

Все известные на сегодняшний день химические элементы, расположенные в таблице Менделеева, подразделяются условно на две большие группы: металлы и неметаллы. Для того чтобы они стали не просто элементами, а соединениями, химическими веществами, могли вступать во взаимодействие друг с другом, они должны существовать в виде простых и сложных веществ. Восполняя друг друга таким образом, элементы и образуют различные химические молекулы.

Все это объясняется образованием различных типов химической связи между атомами в молекулах, формированием кристаллической решетки определенного строения. Всего можно выделить 4 основных типа химических связей. В основе также общие электронные пары и перетягивание их к себе тем атомом, сродство к электрону которого выше. Примеры: NH3, SiC, P2O5 и прочие.

Чаще всего это происходит при растворении веществ в воде (спирта, аммиака и так далее). Существует такое понятие, как единство химической связи. В нем как раз и говорится о том, что нельзя каждую химическую связь рассматривать эталонно. Металлы находятся в подавляющем большинстве среди всех химических элементов. Для всех металлов можно выделить общие физические свойства, которые объясняет схема образования металлической связи. Какие же это свойства?

Виды химических связей в соединениях

Причина этой особенности — металлический тип связи. Ионы и электроны в кристалле скользят относительно друг друга без разрыва, что и позволяет сохранять целостность всей структуры. Тепло- и электропроводность. Это также результат того, что в металлах присутствует металлическая связь. Механизм образования такого типа связывания частиц полностью подтверждает свойства. Вот и представим себе, что каждый из этих тысяч атомов отдает свой валентный единственный электрон в общее кристаллическое пространство.

По три у каждого атома из десятков тысяч — это и есть общее пространство внутри кристалла, в котором «электронный газ» свободно перемещается. Вещество с металлической связью всегда прочное. В итоге — металлическая связь. Механизм образования в общем виде выражается следующей записью: Ме0 — e- ↔ Меn+. Из схемы очевидно, какие частицы присутствуют в кристалле металла.

При этом металлическая химическая связь, примеры которой можно привести для каждого существующего металла, является определяющей при построении кристалла. Ковалентная и металлическая связь имеют одну очень ярко выраженную отличительную черту. В отличие от первой, металлическая связь не является направленной. Отсюда и говорят о том, что металлическая связь — ненаправленная. Механизм ковалентной связи подразумевает образование общих электронных пар, то есть облаков перекрывания атомов.

Примеры образования связи в металлах

Так, ковалентная и металлическая связь по этому показателю опять же являются противоположностями. Отсюда насыщаемость связи. Благодаря данной характеристике большинство соединений имеет постоянный химический состав. Еще одна характеристика металлической связи — делокализация внутреннего электронного облака. Образование металлической связи между атомами цинка: Zn0 — 2e- ↔ Zn2+. Атом цинка имеет четыре энергетических уровня.

И так у каждого атома. В итоге — огромное общее пространство, состоящее из пустующих орбиталей, и небольшое количество электронов, связывающих всю структуру воедино. Металлическая связь между атомами алюминия: AL0 — e- ↔ AL3+ . Тринадцать электронов атома алюминия располагаются на трех энергетических уровнях, которых им явно хватает с избытком.

Металлическая связь хрома. Данный элемент особый по своему электронному строению. Поэтому хром — также типичный пример металла с соответствующей связью в молекуле. Опять же во многом — металлическим типом связи. Электронов у этого элемента всего 19, но вот располагаются они аж на 4 энергетических уровнях.

Свободно отрываются и уходят в общее электронное пространство. Отдельно с ионной — тип частиц в узлах кристаллической решетки (ионы). С ковалентной неполярной — атомы в узлах кристалла. Как мы уже отмечали выше, металлическая химическая связь, примеры которой приведены в статье, образуется в двух агрегатных состояниях металлов и их сплавов: твердом и жидком.

При увеличении радиусов атомов, образующих связь, длина связи увеличится. Больше, чем есть, у него электронов не будет. Поэтому и количество формируемых связей ограничено валентностью. Ковалентная связь, как правило, образуется между атомами неметаллов. Механизм образования водородной связи частично электростатический, а частично — донорно–акцепторный.

Сегодня популярно:

  • Нестеров Александр ЛеонидовичНестеров Александр ЛеонидовичАлександр Нестеров родился 9 августа 1983 года в Москве. Александр Нестеров играл в спектаклях Другого театра и Театра Стаса Намина. В 2014-ом году Нестеров поучаствовал в картине […]
  • Как разбавить водоэмульсионную краскуКак разбавить водоэмульсионную краскуКак покрасить стены водоэмульсионной краской? В этой статье мы рассмотрим, как красить стены водоэмульсионной краской. В качестве красителей в колерах используются органические и […]
  • Биография Шопена: кратко о жизни великого музыкантаБиография Шопена: кратко о жизни великого музыкантаВ 1934 г. организован Институт Шопена (с 1950 г. – Общество им. Ф. Шопена). Согласно последней воле Шопена, его сердце было перевезено в Варшаву и замуровано в одну из колонн в Котёле […]