Химическая связь.Её виды.Механизмы образования различных видов химической связи.Зависимость свойств веществ от вида химической связи и типа кристалической решетки.

Химическая связь: определение, виды и механизмы образования

Химическая связь — это взаимодействие атомов, удерживающее их вместе в молекулах или кристаллах. Химическая связь возникает из-за стремления атомов достичь устойчивой электронной конфигурации, чаще всего полной заполняемости внешнего электронного слоя (правило октета).

Основные виды химической связи

1. Ковалентная связь

   • Определение: Возникает при совместном использовании пар электронов между атомами.
   • Подвиды:
     • Полярная: Электроны смещены к более электроотрицательному атому (например, связь в молекуле HCl).
     • Неполярная: Электроны равномерно распределены между атомами с одинаковой электроотрицательностью (например, молекула O₂).
   • Механизм образования: Перекрытие атомных орбиталей и образование общей пары электронов.

2. Ионная связь

   • Определение: Образуется при полном переходе одного или нескольких электронов от одного атома к другому.
   • Пример: Связь в соединении NaCl. Натрий передаёт свой валентный электрон хлору, образуя катион Na⁺ и анион Cl⁻.
   • Механизм образования: Притяжение противоположно заряженных ионов.

3. Металлическая связь

   • Определение: Характерна для металлов. Атомы образуют кристаллическую решётку, где внешние электроны становятся "общими" и образуют "электронный газ".
   • Пример: Связь в металле меди или алюминия.
   • Механизм образования: Электроны свободно перемещаются между положительными ионами в решётке.

4. Водородная связь

   • Определение: Взаимодействие между атомом водорода, связанным с электроотрицательным атомом (например, кислородом или азотом), и другим электроотрицательным атомом.
   • Пример: Вода (H₂O), где молекулы удерживаются вместе за счёт водородных связей.
   • Механизм образования: Притяжение между частичным положительным зарядом на атоме водорода и частичным отрицательным зарядом на другом атоме.

5. Слабые взаимодействия (ван-дер-ваальсовы силы)

   • Определение: Слабые силы притяжения между неполярными молекулами или атомами.
   • Пример: Связь между молекулами благородных газов.
   • Механизм образования: Флуктуации распределения электронов в атомах создают временные диполи, которые притягиваются друг к другу.

Зависимость свойств веществ от типа химической связи

1. Ковалентная связь

   • Свойства веществ:
     • Высокая температура плавления и кипения у сетчатых структур (например, алмаз).
     • Низкая у молекулярных соединений (например, вода).
     • Непроводимость тока в твёрдом состоянии.
   • Кристаллические решётки: Молекулярные (лед, CO₂) и атомные (алмаз, графит).

2. Ионная связь

   • Свойства веществ:
     • Высокие температуры плавления и кипения.
     • Хорошая растворимость в воде.
     • Хорошая проводимость электричества в растворе или в расплаве.
   • Кристаллические решётки: Ионные (например, NaCl, KBr).

3. Металлическая связь

   • Свойства веществ:
     • Высокая теплопроводность и электропроводность.
     • Блеск, пластичность.
   • Кристаллические решётки: Металлические (железо, медь).

4. Водородная связь

   • Свойства веществ:
     • Повышенные температуры кипения и плавления по сравнению с веществами, где таких связей нет.
     • Высокая растворимость в воде (например, спирты, аммиак).

5. Ван-дер-ваальсовы силы

   • Свойства веществ:
     • Низкие температуры плавления и кипения.
     • Летучесть (например, благородные газы, органические вещества с малой молекулярной массой).

Влияние типа кристаллической решётки на свойства веществ

1. Ионная решётка

   • Прочность, хрупкость, высокая температура плавления.
   • Пример: NaCl, K₂O.

2. Молекулярная решётка

   • Низкая температура плавления и кипения, летучесть.
   • Пример: CO₂, I₂.

3. Атомная решётка

   • Твёрдость, высокая температура плавления, непроводимость (кроме графита).
   • Пример: Алмаз, кремний.

4. Металлическая решётка

   • Электропроводность, пластичность, ковкость.
   • Пример: Медь, алюминий.

5. Аморфные вещества (нет чёткой решётки)

   • Пример: Стекло, пластмасса.
   • Свойства: Неплавкие, мягкие.

Таким образом, химическая связь и тип кристаллической решётки играют ключевую роль в формировании физических и химических свойств веществ, от их твёрдости до температуры плавления и электрической проводимости.