Химические связи

Химические связи подобно клею удерживают атомы в веществах, благодаря чему образуются миллионы комбинаций различных химических элементов. Без химических связей не было бы молекул кислорода, воды и глюкозы, людей, да и вообще Земли в известном нам виде. Связанные атомы более стабильны, чем одиночные, поэтому отдельные атомы практически не встречаются. Почти все атомы соединяются с другими при помощи химических связей.

Сапфир состоит в основном из оксида алюминия (Al2O3). В оксиде алюминия очень прочные химические связи, поэтому он является очень твердым материалом. Крошки оксида алюминия используются из-за его высокой твердости в наждачной бумаге.

Типы химических связей

Существует три типа химических связей: ковалентная, ионная и металлическая. Тип химической связи зависит от того, какие атомы ее образуют. Ковалентную связь образуют в основном неметаллы, металлическая связь возникает только между атомами металлов. Ионная связь образуется между разноименно заряженными ионами. Химическая связь в значительной мере определяет свойства вещества.

В молекуле – ковалентная связь

Существует множество различных молекул, но в их состав входят только некоторые элементы. Молекулы образуют преимущественно неметаллические элементы, например, C, H, O и N. Атомы этих элементов делятся друг с другом электронами для достижения октета электронов. Это явление называется ковалентной связью.

В случае ковалентной связи два атома делят электронную пару.
Ковалентные связи образуют, прежде всего, неметаллы, в особенности водород, углерод, азот и кислород.

В молекуле водорода одна ковалентная связь

Во внешнем электронном слое атома водорода 1 электрон, а всего туда помещается 2 электрона. В двух соединившихся в молекулу атомах водорода всего 2 электрона, которые становятся общими. Ковалентная связь и является ситуацией, когда атомы делят электронную пару. Одиночный электрон не может образовать электронную связь.

В молекуле водорода одна ковалентная связь.

В молекуле воды две ковалентные связи

В молекуле воды кислород делится с каждым из водородов одним электроном, а каждый водород делится своим электроном с кислородом, в результате чего образуется две ковалентные связи. Кислород достигает октета электронов, и оба водорода приобретают завершенный электронный слой. В случае ковалентных связей внешние электронные слои атомов заполняются электронами, но, в отличие от ионов, атомы не отдают и не присоединяют электроны полностью, а делят их, создавая прочную связь.

Ковалентные связи в молекуле воды.
  • CO₂
  • C6H12O6
  • NaCl
  • N₂
  • Na
  • Zn
  • CaO
  • CO
  • Ag
  • Cl₂

Подумай!

  • Сколько пар электронов образуют две ковалентные связи в молекуле воды?

В ионных веществах – ионная связь

В ионных веществах один атом отдал, а другой – присоединил электроны. В результате образовались заряженные атомы, т. е. ионы. Между ионами не возникла ковалентная связь, поскольку они не стали делить электроны. Участвовавшие в реакции электроны полностью перешли от одного атома к другому. Между ионами действует притяжение разноименных зарядов. Такое взаимодействие называется ионной связью. Ионная связь возникает между легко вступающими в реакцию металлами и неметаллами.

Электрон перешел от одного атома к другому.
Ионная связь образуется между активными металлами и неметаллами.
Кристалл поваренной соли состоит из ионов, удерживающихся вместе с помощью ионной связи, и поэтому является немолекулярным веществом.
  • CO₂
  • C6H12O6
  • NaCl
  • N₂
  • Na
  • Zn
  • CaO
  • CO
  • Ag
  • Cl₂

В металлах – металлическая связь

Если ионный кристалл образуют атомы металла и неметалла, то металлический кристалл – исключительно атомы металла. Атомы металла делятся друг с другом электронами внешнего электронного слоя в пределах всего металла. В результате по всему металлу возникает своеобразная химическая связь – металлическая. Металлы не образуют молекул, однако атомы все же связаны металлической связью в пределах всего металла.

В металле внешние электроны атомов являются общими для всех.
Поскольку существует металлическая связь, электричество доходит до нас даже от далеко расположенной электростанции. Электроны могут перемещаться в пределах всего металлического провода.
  • CO₂
  • C6H12O6
  • NaCl
  • N₂
  • Na
  • Zn
  • CaO
  • CO
  • Ag
  • Cl₂

Подумай!

  • Какие частицы атома важны для образования химической связи?
  • Чем отличаются ковалентная и металлическая связи?

Основные понятия

  • Химическая связь – взаимодействие между частицами вещества, удерживающее их вместе.
  • При ковалентной связи образующие связь атомы делят электронную пару.
  • Ионная связь – электрическая сила притяжения между разноименно заряженными ионами.
  • При металлической связи электроны внешнего электронного слоя атомов являются общими в пределах всего металла.