Вкрай рідко хімічні речовини складаються з окремих, не пов'язаних між собою атомів хімічних елементів. Такою будовою в звичайних умовах має лише невеликий ряд газів, які називають благородними: гелій, неон, аргон, криптон, ксенон і радон. Найчастіше ж хімічні речовини складаються з розрізнених атомів, та якщо з їх об'єднань у різні угруповання. Такі об'єднання атомів можуть налічувати кілька одиниць, сотень, тисяч і навіть більше атомів. Сила, яка утримує ці атоми у складі таких угруповань, називається хімічний зв'язок.
Іншими словами, можна сказати, що хімічним зв'язком називають взаємодію, яка забезпечує зв'язок окремих атомів у більш складні структури (молекули, іони, радикали, кристали та ін.).
Причиною утворення хімічного зв'язку є те, що енергія складніших структур менша за сумарну енергію окремих, що утворюють її атомів.
Так, зокрема, якщо при взаємодії атомів X та Y утворюється молекула XY, це означає, що внутрішня енергія молекул цієї речовини нижча, ніж внутрішня енергія окремих атомів, з яких вона утворилася:
E(XY)< E(X) + E(Y)
Тому при утворенні хімічних зв'язків між окремими атомами виділяється енергія.
В освіті хімічних зв'язків беруть участь електрони зовнішнього електронного шару з найменшою енергією зв'язку з ядром валентними. Наприклад, у бору такими є електрони 2 енергетичного рівня – 2 електрони на 2 s-орбіталі та 1 на 2 p-орбіталі:
При освіті хімічної зв'язку кожен атом прагне одержати електронну конфігурацію атомів шляхетних газів, тобто. щоб у зовнішньому електронному шарі було 8 електронів (2 для елементів першого періоду). Це явище отримало назву правила октету.
Досягнення атомами електронної конфігурації шляхетного газу можливе, якщо спочатку одиночні атоми зроблять частину своїх валентних електронів загальними інших атомів. У цьому утворюються загальні електронні пари.
Залежно від ступеня усуспільнення електронів можна виділити ковалентний, іонний та металевий зв'язок.
Ковалентний зв'язок
Ковалентний зв'язок виникає найчастіше між атомами елементів неметалів. Якщо атоми неметалів, що утворюють ковалентний зв'язок, відносяться до різних хімічних елементів, такий зв'язок називають ковалентним полярним. Причина такої назви полягає в тому, що атоми різних елементів мають різну здатність притягати до себе загальну електронну пару. Очевидно, що це призводить до усунення загальної електронної пари у бік одного з атомів, внаслідок чого на ньому формується частковий негативний заряд. Натомість, на іншому атомі формується частковий позитивний заряд. Наприклад, у молекулі хлороводню електронна пара зміщена від атома водню до атома хлору:
Приклади речовин з ковалентним полярним зв'язком:
СCl 4 , H 2 S, CO 2 , NH 3 SiO 2 і т.д.
Ковалентний неполярний зв'язок утворюється між атомами неметалів одного хімічного елемента. Оскільки атоми ідентичні, однакова та його здатність відтягувати він загальні електрони. У зв'язку з цим усунення електронної пари не спостерігається:
Вищеописаний механізм утворення ковалентного зв'язку, коли обидва атоми надають електрони для утворення загальних електронних пар, називається обмінним.
Також є і донорно-акцепторний механізм.
При утворенні ковалентного зв'язку за донорно-акцепторним механізмом загальна електронна пара утворюється за рахунок заповненої орбіталі одного атома (з двома електронами) та порожньої орбіталі іншого атома. Атом, який надає неподілену електронну пару, називають донором, а атом із вільною орбіталлю – акцептором. Як донори електронних пар виступають атоми, що мають спарені електрони, наприклад N, O, P, S.
Наприклад, за донорно-акцепторним механізмом відбувається утворення четвертого ковалентного зв'язку N-H в катіоні амонію NH 4 + :
Крім полярності, ковалентні зв'язки також характеризуються енергією. Енергією зв'язку називають мінімальну енергію, необхідну розриву зв'язку між атомами.
Енергія зв'язку зменшується зі зростанням радіусів атомів, що зв'язуються. Так, як ми знаємо, атомні радіуси збільшуються вниз підгрупами, можна, наприклад, зробити висновок про те, що міцність зв'язку галоген-водень збільшується в ряду:
HI< HBr < HCl < HF
Також енергія зв'язку залежить від її кратності – чим більша кратність зв'язку, тим більша її енергія. Під кратністю зв'язку розуміється кількість загальних електронних пар між двома атомами.
Іонний зв'язок
Іонний зв'язок можна розглядати як граничний випадок ковалентного полярного зв'язку. Якщо в ковалентно-полярному зв'язку загальна електронна пара зміщена частково до одного з пар атомів, то в іонному вона практично повністю «віддана» одному з атомів. Атом, що віддав електрон(и), набуває позитивного заряду і стає катіоном, А атом, що забрав у нього електрони, набуває негативного заряду і стає аніоном.
Таким чином, іонний зв'язок - це зв'язок, утворений за рахунок електростатичного тяжіння катіонів до аніонів.
Утворення такого типу зв'язку характерне при взаємодії атомів типових металів та типових неметалів.
Наприклад, фторид калію. Катіон калію утворюється в результаті відриву від нейтрального атома одного електрона, а іон фтору утворюється при приєднанні до атома фтору одного електрона:
Між іонами, що виходять, виникає сила електростатичного тяжіння, в результаті чого утворюється іонне з'єднання.
При утворенні хімічного зв'язку електрони від атома натрію перейшли до атома хлору та утворилися протилежно заряджені іони, які мають завершений зовнішній енергетичний рівень.
Встановлено, що електрони від атома металу не відриваються повністю, лише зміщуються убік атома хлору, як і ковалентного зв'язку.
Більшість бінарних сполук, що містять атоми металів, є іонними. Наприклад, оксиди, галогеніди, сульфіди, нітриди.
Іонний зв'язок виникає також між простими катіонами та простими аніонами (F − , Cl − , S 2-), а також між простими катіонами та складними аніонами (NO 3 − , SO 4 2- , PO 4 3- , OH −). Тому до іонних сполук відносять солі та основи (Na 2 SO 4 , Cu(NO 3) 2 , (NH 4) 2 SO 4), Ca(OH) 2 , NaOH)
Металевий зв'язок
Цей тип зв'язку утворюється в металах.
У атомів всіх металів на зовнішньому електронному шарі є електрони, що мають низьку енергію зв'язку з ядром атома. Для більшості металів енергетично вигідним є процес втрати зовнішніх електронів.
Зважаючи на таку слабку взаємодію з ядром ці електрони в металах дуже рухливі і в кожному кристалі металу безперервно відбувається такий процес:
М 0 - ne − = M n + ,
де М 0 - нейтральний атом металу, а M n + катіон цього ж металу. На малюнку нижче представлена ілюстрація процесів, що відбуваються.
Тобто кристалом металу «носяться» електрони, від'єднуючись від одного атома металу, утворюючи з нього катіон, приєднуючись до іншого катіону, утворюючи нейтральний атом. Таке явище отримало назву "електронний вітер", а сукупність вільних електронів у кристалі атома неметалу назвали "електронний газ". Подібний тип взаємодії між атомами металів назвали металевим зв'язком.
Водневий зв'язок
Якщо атом водню в будь-якій речовині пов'язаний з елементом з високою електронегативністю (азотом, киснем або фтором), для такої речовини характерне таке явище, як водневий зв'язок.
Оскільки атом водню пов'язані з електронегативним атомом, атомі водню утворюється частковий позитивний заряд, але в атомі електронегативного елемента — частковий негативний. У зв'язку з цим стає можливим електростатичне тяжіння між частково позитивно зарядженим атомом водню однієї молекули та електронегативним атомом іншої. Наприклад водневий зв'язок спостерігається для молекул води:
Саме водневим зв'язком пояснюється аномально висока температура плавлення води. Крім води, також міцні водневі зв'язки утворюються в таких речовинах, як фтороводород, аміак, кислоти, що містять кисень, феноли, спирти, аміни.
Визначення
Ковалентним зв'язком називається хімічна зв'язок, що утворюється рахунок узагальнення атомами своїх валентних електронів. Обов'язковою умовою утворення ковалентного зв'язку є перекриття атомних орбіталей (АТ), на яких розташовані валентні електрони. У найпростішому випадку перекриття двох АТ призводить до утворення двох молекулярних орбіталей (МО): зв'язуючої МО і антизв'язуючої (розпушує) МО. Узагальнені електрони розташовуються на нижчій за енергією зв'язуючої МО:
Освіта зв'язку
Ковалентний зв'язок (атомний зв'язок, гомеополярний зв'язок) – зв'язок між двома атомами за рахунок усуспільнення (electron sharing) двох електронів – по одному від кожного атома:
A. + В. -> А: В
Тому гомеополярний зв'язок має спрямований характер. Пара електронів, що здійснює зв'язок, належить одночасно обом зв'язуваним атомам, наприклад:
| .. | .. | .. | |||||||||
| : | Cl | : | Cl | : | H | : | O | : | H | ||
| .. | .. | .. |
Види ковалентного зв'язку
Існують три види ковалентного хімічного зв'язку, що відрізняються механізмом її утворення:
1. Простий ковалентний зв'язок. Для її утворення кожен із атомів надає по одному неспареному електрону. При утворенні простого ковалентного зв'язку формальні заряди атомів залишаються незмінними. Якщо атоми, що утворюють простий ковалентний зв'язок однакові, то справжні заряди атомів у молекулі також однакові, оскільки атоми, що утворюються зв'язок однаково володіють узагальненою електронною парою, такий зв'язок називається неполярним ковалентним зв'язком. Якщо атоми різні, тоді ступінь володіння узагальненою парою електронів визначається різницею в електронегативності атомів, атом з більшою електронегативністю більшою мірою володіє парою електронів зв'язку, і тому його справжній заряд має негативний знак, атом з меншою електронегативністю набуває відповідно такий же за величиною заряд, але із позитивним знаком.
Сигма (σ)-, пі (π)-зв'язку - наближений опис видів ковалентних зв'язків у молекулах органічних сполук, σ-зв'язок характеризується тим, що щільність електронної хмари максимальна вздовж осі, що з'єднує ядра атомів. При утворенні π-зв'язку здійснюється так зване бічне перекриття електронних хмар, і щільність електронної хмари максимальна над і під площиною зв'язку. Наприклад візьмемо етилен, ацетилен і бензол.
У молекулі етилену С 2 Н 4 є подвійний зв'язок СН 2 = СН 2 його електронна формула: Н:С::С:Н. Ядра всіх атомів етилену розташовані в одній площині. Три електронні хмари кожного атома вуглецю утворюють три ковалентні зв'язки з іншими атомами в одній площині (з кутами між ними приблизно 120 °). Хмара четвертого валентного електрона атома вуглецю знаходиться над і під площиною молекули. Такі електронні хмари обох атомів вуглецю, частково перекриваючись вище і нижче за площину молекули, утворюють другий зв'язок між атомами вуглецю. Першу, міцнішу ковалентну зв'язок між атомами вуглецю називають σ-зв'язком; другий, менш міцний ковалентний зв'язок називають π-зв'язком.
У лінійній молекулі ацетилену
Н-С≡С-Н (Н: С::: С: Н)
є σ-зв'язки між атомами вуглецю і водню, одна σ-зв'язок між двома атомами вуглецю і дві π-зв'язку між цими ж атомами вуглецю. Два π-зв'язку розташовані над сферою дії σ-зв'язку у двох взаємно перпендикулярних площинах.
Всі шість атомів вуглецю циклічної молекули бензолу 6 H 6 лежать в одній площині. Між атомами вуглецю в площині кільця діють зв'язку; такі ж зв'язки є у кожного атома вуглецю з атомами водню. На здійснення цих зв'язків атоми вуглецю витрачають по три електрони. Хмари четвертих валентних електронів атомів вуглецю, що мають форму вісімок, розташовані перпендикулярно площині молекули бензолу. Кожна така хмара перекривається однаково з електронними хмарами сусідніх атомів вуглецю. У молекулі бензолу утворюються не три окремі π-зв'язку, а єдина π-електронна система із шести електронів, загальна для всіх атомів вуглецю. Зв'язки між атомами вуглецю у молекулі бензолу абсолютно однакові.
Ковалентний зв'язок утворюється в результаті усуспільнення електронів (з утворенням загальних електронних пар), яке відбувається під час перекриття електронних хмар. У освіті ковалентного зв'язку беруть участь електронні хмари двох атомів. Розрізняють два основні різновиди ковалентного зв'язку:
- Ковалентний неполярний зв'язок утворюється між атомами неметалу одного і того ж хімічного елемента. Такий зв'язок мають прості речовини, наприклад, Про 2; N 2; C 12 .
- Ковалентний полярний зв'язок утворюється між атомами різних неметалів.
також
Література
- "Хімічний енциклопедичний словник", М., "Радянська енциклопедія", 1983, с.264.
| Органічна хімія |
|---|
| Список органічних сполук |
| Структурна хімія | |
|---|---|
| Хімічний зв'язок: | Ароматичність | Ковалентний зв'язок| Іонний зв'язок Металевий зв'язок Водневий зв'язок Донорно-акцепторний зв'язок | Таутомерія |
| Відображення структури: | Функціональна група Структурна формула Хімічна формула Ліганд |
| Електронні властивості: | Електронегативність | Спорідненість до електрона | Енергія іонізації Діполь | Правило октету |
| Стереохімія: | Ассиметричний атом | Ізомерія | Конфігурація | Хіральність Конформація |
Wikimedia Foundation. 2010 .
Ні для кого не секрет, що хімія - наука досить складна і, до того ж, різноманітна. Безліч різних реакцій, реагентів, хімікатів та інших складних та незрозумілих термінів – всі вони взаємодіють один з одним. Але головне, що з хімією ми маємо справу щодня, неважливо, чи слухаємо ми вчителі на уроці і засвоюємо новий матеріал або ж заварюємо чай, який загалом теж є хімічним процесом.
Можна зробити висновок, що хімію знати просто необхідно, розбиратися в ній і знати, як влаштований наш світ чи якісь окремі його частини – цікаво і, більше того, корисно.
Зараз нам належить розібратися з таким терміном, як ковалентний зв'язок, який, до речі, може бути як полярним, так і неполярним. До речі, саме слово «ковалентна», утворюється від латинського «co» - разом і «vales» - має силу.
Поява терміну
Почнемо з того, що сам термін «ковалентна» вперше ввів у 1919 році Ірвінг Ленгмюр.лауреат Нобелівської премії Поняття «ковалентної» передбачає хімічний зв'язок, при якому обидва атоми мають електрони, що називається спільним володінням. Таким чином, вона, наприклад, відрізняється від металевої, в якій електрони вільні, або від іонної, де і зовсім один віддає електрони іншому. Слід зазначити, що утворюється вона між неметалами.
Виходячи з вищесказаного, можна зробити невеликий висновок про те, що собою являє цей процес. Вона виникає між атомами рахунок утворення загальних електронних пар, причому ці пари виникають на зовнішніх і зовнішніх підрівнях електронів.
Приклади, речовини з полярною:
Види ковалентного зв'язку
Також різняться два види - це полярний, і, відповідно, неполярний зв'язок. Особливості кожної їх ми розберемо окремо.
Ковалентна полярна - освіта
Що являє собою термін «полярна»?
Зазвичай відбувається так, що два атоми мають різну електронегативність, отже, загальні електрони не належать їм однаково, а знаходяться вони завжди ближче до одного, ніж до іншого. Наприклад, молекула хлороводню, у ній електрони ковалентного зв'язку розташовуються ближче до атома хлору, оскільки його електронегативність вище, ніж у водню. Однак, насправді, різниця в тяжінні електронів невелика настільки, щоб відбулося повне перенесення електрона від водню до хлору.
Через війну при полярної електронна щільність зміщується до більш электроотрицательному, у ньому виникає частковий негативний заряд. У свою чергу, у того ядра, чия електронегативність нижча, виникає відповідно частковий позитивний заряд.
Робимо висновок:полярна виникає між різними неметалами, які відрізняються за значенням електронегативності, а електрони розташовуються ближче до ядра з більшою електронегативністю.
Електронегативність – здатність одних атомів притягувати себе електрони інших, цим утворюючи хімічну реакцію.
Приклади ковалентної полярної, речовини з ковалентним полярним зв'язком:
Формула речовини з ковалентним полярним зв'язком
Ковалентна неполярна, різниця між полярною та неполярною
І нарешті, неполярна, скоро ми дізнаємося що вона з себе представляє.
Основна відмінність неполярної від полярної– це симетрія. Якщо у випадку з полярною електрони розташовувалися ближче до одного атома, то при неполярному зв'язку електрони розташовуються симетрично, тобто в рівній мірі по відношенню до обох.
Примітно, що неполярна виникає між атомами неметалу одного хімічного елемента.
Наприклад, речовини з неполярним ковалентним зв'язком:
Також сукупність електронів часто називають просто електронною хмарою, тому робимо висновок, що електронна хмара зв'язку, яка утворює загальна пара електронів, розподіляється в просторі симетрично, або ж рівномірно по відношенню до обох ядрів.
Приклади ковалентного неполярного зв'язку та схема утворення ковалентного неполярного зв'язку
Але також корисно знати, як розрізняти ковалентну полярну і неполярну.
Ковалентна неполярна- це завжди атоми однієї й тієї ж речовини. H2. CL2.
На цьому стаття добігла кінця, тепер ми знаємо, що собою являє цей хімічний процес, вміємо визначати його та його різновиди, знаємо формули утворення речовин, і в цілому трохи більше про наш складний світ, успіхи в хімії та утворення нових формул.
Єдиної теорії хімічного зв'язку не існує, умовно хімічний зв'язок ділять на ковалентний (універсальний вид зв'язку), іонний (приватний випадок ковалентного зв'язку), металевий і водневий.
Ковалентний зв'язок
Утворення ковалентного зв'язку можливе за трьома механізмами: обмінним, донорно-акцепторним і дативним (Льюїса).
Згідно обмінному механізмуосвіта ковалентного зв'язку відбувається за рахунок усуспільнення загальних електронних пар. У цьому кожен атом прагне придбати оболонку інертного газу, тобто. одержати завершений зовнішній енергетичний рівень. Утворення хімічного зв'язку обмінного типу зображують з використанням формул Льюїса, в яких кожен валентний електрон атома зображують точками (рис. 1).
Мал. 1 Утворення ковалентного зв'язку в молекулі HCl за обмінним механізмом
З розвитком теорії будови атома та квантової механіки утворення ковалентного зв'язку уявляють як перекриття електронних орбіталей (рис. 2).
Мал. 2. Утворення ковалентного зв'язку за рахунок перекриття електронних хмар
Чим більше перекривання атомних орбіталей, тим міцніший зв'язок, менша довжина зв'язку і більша її енергія. Ковалентна зв'язок може утворюватися з допомогою перекриття різних орбіталей. Внаслідок перекривання s-s, s-p орбіталей, а також d-d, p-p, d-p орбіталів бічними лопатями відбувається утворення – зв'язку. Перпендикулярно до лінії, що зв'язує ядра 2-х атомів утворюється – зв'язок. Одна – і одна – зв'язок здатні утворювати кратний (подвійний) ковалентний зв'язок, характерний для органічних речовин класу алкенів, алкадієнів та ін.
Утворення ковалентного зв'язку з донорно-акцепторний механізмрозглянемо з прикладу катіона амонію:
NH 3 + H + = NH 4 +
7 N 1s 2 2s 2 2p 3
Атом азоту має вільну неподілену пару електронів (електрони не беруть участь у освіті хімічних зв'язків усередині молекули), а катіон водню вільну орбіталь, тому є донором і акцептором електронів, відповідно.
Дативний механізм утворення ковалентного зв'язку розглянемо з прикладу молекули хлору.
17 Cl 1s 2 2s 2 2p 6 3s 2 3p 5
Атом хлору має вільну неподілену пару електронів і вакантні орбіталі, отже, може виявляти властивості і донора і акцептора. Тому при утворенні молекули хлору один атом хлору виступає в ролі донора, а інший – акцептора.
Головними характеристиками ковалентного зв'язкує: насичуваність (насичені зв'язки утворюються тоді, коли атом приєднує до себе стільки електронів, скільки йому дозволяють його валентні можливості; ненасичені зв'язки утворюються, коли число приєднаних електронів менше від валентних можливостей атома); спрямованість (ця величина пов'язана з геометрією молекули та поняттям «валентного кута» — кута між зв'язками).
Іонний зв'язок
З'єднань з чистим іонним зв'язком немає, хоча під цим розуміють такий хімічно пов'язаний стан атомів, у якому стійке електронне оточення атома створюється за повного переходу загальної електронної щільності до атома більш негативного елемента. Іонний зв'язок можливий тільки між атомами електронегативних та електропозитивних елементів, що перебувають у стані різноіменно заряджених іонів – катіонів та аніонів.
ВИЗНАЧЕННЯ
Іономназивають електрично заряджені частинки, що утворюються шляхом відриву чи приєднання електрона до атома.
При передачі електрона атоми металів і неметалів прагнуть сформувати довкола свого ядра стійку конфігурацію електронної оболонки. Атом неметалу створює навколо свого ядра оболонку наступного інертного газу, а атом металу – попереднього інертного газу (рис. 3).
Мал. 3. Утворення іонного зв'язку з прикладу молекули хлориду натрію
Молекули, в яких у чистому вигляді існує іонний зв'язок, зустрічаються в пароподібному стані речовини. Іонний зв'язок дуже міцний, у зв'язку з цим речовини з цим зв'язком мають високу температуру плавлення. На відміну від ковалентної для іонного зв'язку не характерні спрямованість і насичуваність, оскільки електричне поле, яке створюється іонами, діє однаково на всі іони за рахунок сферичної симетрії.
Металевим зв'язком
Металевий зв'язок реалізується лише в металах – це взаємодія, що утримує атоми металів у єдиній решітці. У освіті зв'язку беруть участь лише валентні електрони атомів металу, що належать до всього його обсягу. У металах від атомів постійно відриваються електрони, що переміщуються по всій масі металу. Атоми металу, позбавлені електронів, перетворюються на позитивно заряджені іони, які прагнуть прийняти до себе електрони, що рухаються. Цей безперервний процес формує всередині металу так званий «електронний газ», що міцно пов'язує між собою всі атоми металу (рис. 4).
Металевий зв'язок міцний, тому для металів характерна висока температура плавлення, а наявність «електронного газу» надають металам ковкості та пластичності.
Водневий зв'язок
Водневий зв'язок – це специфічне міжмолекулярне взаємодія, т.к. її виникнення та міцність залежать від хімічної природи речовини. Вона утворюється між молекулами, в яких атом водню пов'язаний з атомом, що має високу електронегативність (O, N, S). Виникнення водневого зв'язку залежить від двох причин, по-перше, атом водню, пов'язаний з електронегативним атомом не має електронів і може легко впроваджуватися в електронні хмари інших атомів, а, по-друге, маючи валентну s-орбіталлю, атом водню здатний приймати неподілену пару електронів електронегативного атома та утворювати з ним зв'язок за донорно-акцепторним механізмом.
Ковалентний зв'язок(від латинського «зі» разом і «vales» має силу) здійснюється за рахунок електронної пари, що належить обом атомам. Утворюється між атомами неметалів.
Електронегативність неметалів досить велика, так що при хімічній взаємодії двох атомів неметалів повне перенесення електронів від одного до іншого (як у випадку) неможливе. І тут для виконання необхідне об'єднання електронів.
Як приклад обговоримо взаємодію атомів водню та хлору:
H 1s 1 - один електрон
Cl 1s 2 2s 2 2 p 6 3 s 2 3 p 5 - сім електронів на зовнішньому рівні
Кожному з двох атомів бракує одного електрона для того, щоб мати завершену зовнішню електронну оболонку. І кожен із атомів виділяє „у спільне користування” по одному електрону. Тим самим правило октету виявляється виконаним. Найкраще зображати це за допомогою формул Льюїса:
Освіта ковалентного зв'язку
Узагальнені електрони тепер належать обом атомам. Атом водню має два електрони (свій власний та узагальнений електрон атома хлору), а атом хлору – вісім електронів (свої плюс узагальнений електрон атома водню). Ці два узагальнені електрони утворюють ковалентний зв'язок між атомами водню і хлору. Частка, що утворилася при зв'язуванні двох атомів, називається молекулою.
Неполярний ковалентний зв'язок
Ковалентний зв'язок може утворитися і між двома однаковимиатомів. Наприклад:
Ця схема пояснює, чому водень та хлор існують у вигляді двоатомних молекул. Завдяки парування та узагальнення двох електронів вдається виконати правило октету для обох атомів.
Крім одинарних зв'язків може утворюватися подвійний або потрійний ковалентний зв'язок, як, наприклад, молекулах кисню Про 2 або азоту N 2 . Атоми азоту мають по п'ять валентних електронів, отже, для завершення оболонки потрібно ще три електрони. Це досягається усуспільненням трьох пар електронів, як показано нижче:
Ковалентні сполуки - зазвичай гази, рідини або порівняно низькоплавкі тверді речовини. Одним із рідкісних винятків є алмаз, який плавиться вище 3500 °С. Це пояснюється будовою алмазу, який є суцільною решіткою ковалентно пов'язаних атомів вуглецю, а не сукупність окремих молекул. Фактично будь-який кристал алмазу, незалежно від його розміру, є однією величезною молекулою.
Ковалентний зв'язок виникає при поєднанні електронів двох атомів неметалів. Виникла у своїй структура називається молекулою.
Полярний ковалентний зв'язок
У більшості випадків два ковалентно зв'язані атоми мають різнуелектронегативність та узагальнені електрони не належать двом атомам рівною мірою. Більшість часу вони знаходяться ближче до одного атома, ніж до іншого. У молекулі хлороводню, наприклад, електрони, що утворюють ковалентний зв'язок, розташовуються ближче до атома хлору, оскільки його електронегативність вище, ніж у водню. Однак різниця в здатності притягувати електрони не настільки велика, щоб відбулося повне перенесення електрона з атома водню на атом хлору. Тому зв'язок між атомами водню та хлору можна розглядати як щось середнє між іонним зв'язком (повне перенесення електрона) та неполярним ковалентним зв'язком (симетричне розташування пари електронів між двома атомами). Частковий заряд на атомах позначається грецькою літерою? Такий зв'язок називається полярної ковалентної зв'язком, а про молекулу хлороводню кажуть, що вона полярна, тобто має позитивно заряджений кінець (атом водню) та негативно заряджений кінець (атом хлору).
У таблиці нижче перелічені основні типи зв'язків та приклади речовин:
Обмінний та донорно-акцепторний механізм утворення ковалентного зв'язку
1) Обмінний механізм. Кожен атом дає по одному неспареним електроном у загальну електронну пару.
2) Донорно-акцепторний механізм. Один атом (донор) надає електронну пару, а інший атом (акцептор) надає цій парі вільну орбіталь.