Химическая связь
Химическая связь — явление взаимодействия атомов, образующих в результате этого взаимодействия единую сложную систему атомных ядер и электронов (молекулу, кристалл и т. д.). Учение о химической связи — одна из базовых концепций химии в целом. В настоящее время в химии господствует квантово-механическая теория химической связи.
Главным образом, химическая связь осуществляется с помощью валентных электронов. У s- и р-элементов валентными являются электроны орбиталей внешнего слоя, а у d-элементов — электроны s-орбитали внешнего слоя и d-орбиталей предвнешнего слоя.
Химическая связь образуется только в том случае, если при сближении атомов (двух или большего числа) полная энергия системы (сумма кинетической и потенциальной энергий) понижается. Взаимное отталкивание ядер должно быть скомпенсировано притяжением электрона к ядрам. Эффективность притяжения зависит от местоположения электрона относительно ядер.
Электрон может располагаться относительно двух протонов либо в области связывания (в которой химическая связь образуется), либо в области антисвязывания (разрыхления), в которой химическая связь не образуется. Область связывания расположена между ядрами, в ней происходит электростатическое взаимодействие положительно заряженных ядер и отрицательно заряженных электронов. Это приводит к понижению полной энергии системы при образовании молекулы из атомов, причем чем больше энергии выделяется, тем прочнее химическая связь. Итак, причина химической связи состоит в том, что электрон движется между ядрами, притягивая оба ядра, что уменьшает полную энергию системы. Теперь, чтобы систему диссоциировать, нужно затратить энергию. Следовательно, система становится стабильной (без притока к ней дополнительной энергии), что и имеется в виду под «образованием химической связи».
См. также Молекулярная орбиталь, Валентность.
Типы химической связи[править]
В чистом виде типы связей почти не встречаются, обычно происходит наложение разных типов связи.
По степени поляризации связующего электронного облака связь может быть неполярной, полярной и ионной. Неполярная и ионная связи представляют собой крайние случаи полярной связи. Соединения с ионной и ковалентной связями встречаются значительно реже, чем соединения с полярной ковалентной связью.
Характеристики химической связи[править]
Мерой прочности связи является количество энергии, затрачиваемой на ее разрыв (энергия диссоциации).
Химическая связь характеризуется также кратностью (может быть одинарной, двойной и тройной).
Важной характеристикой связи является ее поляризуемость — способность становиться полярной (или более полярной) в результате действия на молекулу внешнего электрического поля. Так как электрическое поле связано с каждым атомом или молекулой, то соединение поляризуется также и при действии на молекулу других молекул, например, партнера по реакции.