Химическая связь. Степень окисления

Определение. Химическая связь

Химическая связь — это взаимодействие между атомами, которое удерживает их в молекуле или кристалле. Связь образуется за счёт перераспределения электронов внешнего (валентного) уровня.

Типы химической связи

Ионная связь

Образуется между атомами металла и неметалла с большой разностью электроотрицательности ($\Delta ЭО > 1.7$). Металл отдаёт электроны и становится катионом, неметалл принимает — становится анионом.

Пример: $Na^+ + Cl^- \rightarrow NaCl$

Ковалентная связь

Образуется за счёт общих электронных пар. Делится на:

• Ковалентная неполярная — между атомами одного элемента ($\Delta ЭО = 0$): $H_2$, $Cl_2$, $N_2$
• Ковалентная полярная — между разными неметаллами ($0 < \Delta ЭО < 1.7$): $H_2O$, $HCl$, $NH_3$

Металлическая связь

Связь в металлах и сплавах: положительные ионы металла находятся в «электронном газе» из свободных электронов.

Степень окисления

Степень окисления — условный заряд атома в соединении, вычисленный в предположении, что все связи — ионные.

Правила определения степени окисления

Правило	Пример
Простые вещества: 0	$O_2^0$, $Fe^0$
Водород: +1 (кроме гидридов металлов, где −1)	$H_2^{+1}O$, $NaH^{-1}$
Кислород: −2 (кроме пероксидов, где −1, и $OF_2$, где +2)	$H_2O^{-2}$, $H_2O_2^{-1}$
Фтор: всегда −1	$HF^{-1}$
Сумма степеней окисления в нейтральной молекуле = 0	$H_2^{+1}S^{+6}O_4^{-2}$: $2 + 6 - 8 = 0$
Сумма в ионе = заряд иона	$S^{+6}O_4^{-2}$: $6 - 8 = -2$

Формула

Электроотрицательность — способность атома притягивать электроны связи. Разность ЭО определяет тип связи:

$\Delta ЭО = |ЭО_1 - ЭО_2|$

• $\Delta ЭО = 0$ — ковалентная неполярная
• $0 < \Delta ЭО < 1.7$ — ковалентная полярная
• $\Delta ЭО \ge 1.7$ — ионная

Обозначения

Символ	Название	Описание
$\delta^+$, $\delta^-$	Частичные заряды	Поляризация ковалентной связи
$ЭО$	Электроотрицательность	По шкале Полинга
$с.о.$	Степень окисления	Условный заряд атома

Пример 1

Определите тип связи и степени окисления в $CO_2$.

Дано: $CO_2$ — углекислый газ.

Формула: $\Delta ЭО = ЭО(O) - ЭО(C) = 3.44 - 2.55 = 0.89$.

Подстановка: $0 < 0.89 < 1.7$ — ковалентная полярная связь. Степени окисления: $C^{+4}O_2^{-2}$.

Ответ: $CO_2$ — ковалентная полярная связь, $C^{+4}$, $O^{-2}$.

Важно!

⚠️ Безопасность при работе с реакционноспособными веществами: Галогены (Cl₂, Br₂) токсичны, щелочные металлы (Na, K) воспламеняются на воздухе и бурно реагируют с водой. При изучении типов связи помните: ионные соединения (NaCl) безопасны, но их компоненты в свободном виде — опасны. Все работы с активными металлами и галогенами проводите в перчатках и под тягой.