Химическая связь

Определение

Химическая связь — взаимодействие атомов, приводящее к образованию устойчивых многоатомных систем (молекул, кристаллов).

Основные типы химической связи: ковалентная, ионная, металлическая, водородная.

Ковалентная связь

Связь, возникающая за счёт образования общих электронных пар между атомами неметаллов.

• Неполярная — между атомами с одинаковой электроотрицательностью ($\Delta\chi = 0$). Примеры: $H_2$, $O_2$, $N_2$, $Cl_2$.
• Полярная — между атомами с разной электроотрицательностью ($\Delta\chi \neq 0$). Электронная пара смещена к более электроотрицательному атому. Примеры: $HCl$, $H_2O$, $NH_3$.

Свойства веществ с ковалентной связью: низкие температуры плавления и кипения, летучесть, неэлектропроводность.

Ионная связь

Связь, возникающая за счёт электростатического притяжения между катионами и анионами. Образуется между атомами металлов и неметаллов с большой разницей электроотрицательности ($\Delta\chi > 1{,}7$).

Примеры: $NaCl$, $KBr$, $CaO$, $MgF_2$.

Свойства ионных соединений: высокие температуры плавления, твёрдость, хрупкость, электропроводность в расплавах и растворах.

Металлическая связь

Связь, возникающая за счёт обобществления валентных электронов всеми атомами в кристаллической решётке металла. Схема: «атом-ионы, погружённые в электронный газ».

Свойства: электро- и теплопроводность, ковкость, пластичность, металлический блеск.

Водородная связь

Слабое межмолекулярное взаимодействие между атомом водорода, связанным с сильно электроотрицательным элементом ($F$, $O$, $N$), и неподелённой электронной парой другого атома.

Примеры: $H_2O$ (вода), $HF$ (фтороводород), $NH_3$ (аммиак). Объясняет аномально высокие температуры кипения этих веществ.

Формула (разность электроотрицательности)

$\Delta\chi = |\chi_A - \chi_B|$

где $\chi_A$, $\chi_B$ — электроотрицательности атомов по шкале Полинга.

Пример

В молекуле $HCl$:

• $\chi_H = 2{,}1$, $\chi_{Cl} = 3{,}0$
• $\Delta\chi = 0{,}9$ — ковалентная полярная связь
• Общая электронная пара смещена к атому хлора: $H^{\delta+} - Cl^{\delta-}$