Неорганическая
Органическая
Коллоидная
Биологическая
Биохимия
Токсикологическая
Экологическая
Химическая энциклопедия
Советская энциклопедия
Справочник по веществам
Гетероциклы
Теплотехника
Углеводы
Квантовая химия
Моделирование ХТС
Номенклатура
Таблица Менделеева
Неорганические реакции
Органические реакции
Молярные массы
Форматирование формул
Редактор формул
Уравнивание реакций
Электронное строение атомов
Игра «Таблица Менделеева»
Термодинамические свойства
Конвертер величин
Гальванопара
Форум
Лекарства
Фармацевтика
Термины биохимии
Коды загрязняющих веществ
Стандартизация
Каталог предприятий


Гомеополярная (ковалентная) связь

При соединении друг с другом одинаковых атомов или атомов, обладающих близким по своему значению сродством к электрону, между ними образуется гомеополярная, или ковалентная, связь. Последний термин в настоящее время употребляется чаще.

Ковалентная связь между атомами в химических соединениях

осуществляется общей парой электронов (электроны обычно . изображаются точками):

Вопрос об отличии ковалентных связей от ионных можно решить, пользуясь несколькими критериями. Важным критерием является полярность связи, т. е. наличие постоянного ди-польного момента.

Дипольный момент гомеополярных связей в огромном боль шинстве случаев не превышает 1,0 D а для гомеополярных связей между одинаковыми атомами он близок или равен нулю. Ионная связь, напротив, обладает очень большой полярностью, так как результирующие положительный и отрицательный заряды сосредоточены в центрах ионов и находятся на сравнительно большом расстоянии друг от друга. Дипольный момент ионной связи равен примерно 9—12 D так как заряд электрона равен 4,8 · 10-10 электростатических единиц, а длина ионной связи составляет 2—3 A. Опытные данные соответствуют этой величине (для КСl — 8 D для КВr — 9,07 D для CsJ — 10,2 D).

Одним из наиболее характерных и важных свойств кова-лентной связи, в отличие от ионной связи, является ее неизменная пространственная направленность. Так, в ковалентно построенных симметричных молекулах СН4, ССl4, С(СН3)4 угол между направлениями связей равен 109°28'. Ковалентные связи кислорода, серы, азота, фосфора, мышьяка и некоторых других элементов также имеют определенное направление в пространстве.

Гетерополярные соединения склонны образовывать ионные кристаллические решетки, строение которых определяется размерами ионов, величиной сил отталкивания и другими факторами. Характерной особенностью таких решеток является то, что связи иона с каждым из ближайших соседей одинаково прочны. Гомеополярные соединения дают в твердом состоянии молекулярные кристаллические решетки, построенные из отдельных молекул, удерживаемых в кристалле небольшими ван-дер-ваальсовыми силами. Наличие в узлах решетки молекул как дискретных единиц объясняется присущим ковалентным связям свойством насыщаемости, т. е. тем, что ковалентно связанные атомы одной молекулы уже не могут дополнительно связываться с атомами другой молекулы.

Отличия в строении ионных и молекулярных решеток внешне проявляются в различных физических свойствах твердых ионных и твердых ковалентных соединений. Так, энергии сублимации ионных соединений (переход из твердого состояния в газообразное) обычно велики, например 50—60 ккал/моль для солей типа NaCl. Энергия сублимации кристаллических ковалентных соединений меньше (примерно 10 ккал/моль). Ионные соединения имеют высокие точки плавления, в то время как несложные ковалентные соединения (Н2, Cl2, CH4, SiH4, CF4, SiF4) при обычных условиях — газообразные вещества. Отличия ионных соединений от ковалентных в известной мере проявляются также при растворении их в воде. Водные растворы ионных соединений способны проводить электрический ток вследствие наличия в таких растворах свободных (точнее — гидратирован-ных) ионов. Ковалентные соединения зачастую вовсе нерастворимы в воде. Если же они растворяются в воде, то их растворы не содержат ионов, а потому не проводят электрического тока. Следует, впрочем, применять этот критерий с осторожностью. Так, например, молекула хлористого водорода, построенная ко-валентно, распадается в воде на ионы вследствие громадного сродства воды к протону (180 ккал/моль); здесь происходит уже не простое растворение, а химическая реакция:

НСl + Н2О ------> Н3О+ + Сl-

Критерием ковалентности или ионности связи может также служить ее энергия.

Если принять, что энергия ковалентной связи А—В равна полусумме энергии связей А—А и В—В (формула Л. Полинга)

то для ковалентно построенных соединений удается получить хорошее совпадение вычисленной энергии связи с экспериментальной. Так, например, для молекул BrCl, JCl, JBr, NaK вычисленные энергии связи (в ккал) составляют 51, 46, 40 и 14,5, а определенные экспериментальным путем—соответственно 52, 49, 42 и 14,5. Резкое же расхождение величины вычисленной таким образом энергии с найденной опытным путем указывает на то, что мы имеем дело не с ковалентной, а с ионной связью. Так, для молекулы NaCl вычисленная энергия составляет 37 ккал, а найденная экспериментально 98 ккал.

Как и во всякой классификации вообще, при делении химических связей на ионные и ковалентные оказывается, что имеется ряд случаев промежуточных форм связи между ионной и ковалентной. Поэтому целесообразно подразделить ковалентные связи на полярные (с дипольным моментом μ = 1—2 D) и гомео-полярные (μ ≈ 0). Однако качественные отличия электронного строения типично ионных и типично ковалентных связей, а также некоторые типичные отличия в свойствах ионно и ковалентно построенных соединений являются подтверждением правильности и законности такой классификации.

Предыдущая страница | Сдедующая страница | Содержание


     © ХиМиК.ру




Реклама   Обратная связь   Дизайн