4. Дайте определение химической связи. Каковы общие представления о химической связи? Основные характеристики химической связи.

Силы, удерживающие молекулы в веществах получили название химической с вязи. Согласно предельно упрощенным теориям строения молекул, основанные на теории валентности, химическая связь возникает за счет перераспределения электронов валентных орбиталей, в результате чего создается электронная конфигурация инертного газа: ns²np⁶ или электронная структура ns², за счет образования общих электронных пар или за счет образования ионов.

Образование из атомов молекул, сложных ионов, кристаллических, аморфных и других веществ сопровождается уменьшением энергии по сравнению с невзаимодействующими (свободными) атомами. При этом минимальной энергии соответствует определённое расположение атомов друг относительно друга, которому отвечает существенное перераспределение электронной плотности (происходит изменение электронных структур взаимодействующих атомов).

4. Ковалентная химическая связь и ее характеристики. Образование общих электронных пар по обменному и донорно-акцепторному механизму.

Ковалентная связь – наиболее общий вид химической связи, возникающей за счет обобществления электронной пары, когда каждый из взаимодействующих атомов поставляет по 1 электрону. Энергия связи и расстояние между атомами являются характеристиками химической связи.

Существует неполярная ковалентная связь, в которой общая электронная пара расположена в пространстве симметрично относительно ядер обоих атомов. Она образуется между атомами с одинаковыми или близкими ЭО. Эти вещества обладают низкими температурами плавления и кипения и в воде не диссоциируют.

Полярная ковалентная связь – в этом случае общая электронная пара смещается в строну более ЭО элемента. Количественной характеристикой полярности связи или молекулы является дипольный момент.

Свойства: 1) Кратность определяется количеством общих электронных пар, связывающих атомы. С ее увеличением энергия увеличивается. 2)Насыщаемость показывает, что атом образует не любое, а строго определённое количество связей, которое зависит от количества неспаренных электронов и электронных пар, способных принимать участие в образовании химических связей (например, образование связи по донорно-акцепторному механизму). 3) Направленность – объясняется тем, что ковалентная связь образуется в тех направлениях, в которых возможно максимальное перекрытие атомных орбиталей.

Различные валентные углы в трех атомных молекулах связаны с явлением гибридизации орбиталей. Процесс гибридизации – участвующие в образовании химической связи орбитали данного атома как бы смешиваются, и из них образуется такое же количество орбиталей только одинаковой вытянутой несимметричной формы.

Разновидностью ковалентной связи является донорно-акцепторная связь, она осуществляется за счет того, что определенная электронная пара одного из атомов обобществляется со свободной атомной орбиталью другого атома. Атом, предоставляющий неподелённую пару электронов называется донором, а атом, предоставляющий свободную орбиталь – акцептором.

Простой обменный механизм – атомы образуют общие электронные пары за счет объединения неспаренных электронов.

4. Ионная и металлическая связи. Особенности веществ с данными типами химической связи. Почему металлические и ионные кристаллические решетки являются более плотноупакованными по сравнению с ковалентными кристаллами?

Ионная химическая связь – это связь, образовавшаяся за счет электростатического притяжения катионов к анионам. Атомы, присоединившие электроны, превращаются в отрицательные ионы, или анионы. Атомы, отдавшие свои электроны, превращаются в положительные ионы, или катионы. Между анионами и катионами возникают силы электростатического притяжения, которые удерживают их около друг друга, осуществляя тем самым ионную химическую связь. Ионные соединения представляют собой твердые, прочные, тугоплавкие вещества с высокой температурой плавления. Растворы и расплавы большинства ионных соединений – электролиты.

Металлическая связь – это связь в металлах и сплавах между катионами металлов, расположенных в узлах кристаллической решетки, которая осуществляется обобществленными валентными электронами. Такая химическая связь ненаправленная, ненасыщенная, характеризуется небольшим числом валентных электронов и большим числом свободных орбиталей, что характерно для атомов металлов.

Наличием металлической связи обусловлены физические свойства металлов и сплавов: твердость, электрическая проводимость и теплопроводность, ковкость, пластичность, металлический блеск. Вещества с металлической связью имеют металлическую кристаллическую решетку.

Благодаря обобществлению свободных электронов между всеми атомами металла, металлы обладают высокой прочностью и высокой электропроводностью.