Ковалентна полярна връзка: формула, свойства, особености

Химичната връзка е взаимодействието на частици (йони или атоми), което се извършва в процеса на обмен на електрони на последното електронно ниво. Съществуват няколко вида на такава връзка: ковалентна (тя се разделя на неполярни и полярни) и йонни. В тази статия ще разгледаме първия вид химични връзки - ковалентен. И по-точно, тогава на полярната му форма.

Една ковалентна полярна връзка е химическа връзка между облаците на валентните електрони от съседни атоми. Представката "ко-" в този случай означава "съвместно", а основата на "валента" се превежда като сила или способност. Тези два електрона, които са свързани помежду си, се наричат ​​електронна двойка.

История на

За първи път този термин е използван в научния контекст от Нобеловия лауреат на химията Ървинг Ленгриум. Това се случи през 1919 година. В своята работа, ученият обясни, че връзката, в която се наблюдават електроните, общи за два атома, се различава от металната или йонната. Така че, тя изисква отделно име.

По-късно, още през 1927 г., F. London и V. Heitler, като молекулата на водорода като най-прост модел като пример за молекула водород, описват ковалентна връзка. Те се захванали за работа от другия край и обосновали наблюденията си с помощта на квантовата механика.

Същност на реакцията

Процесът на превръщане на атомния водород в молекулярно е типичен химикал отговор на качеството знак за това е голямото отделяне на топлина, когато се комбинират два електрона. Това изглежда така: два хелиеви атома се приближават един към друг, като всеки има един електрон в орбитата си. След това тези два облака се събират и образуват ново, подобно на черупката на хелий, в което два електрона вече се въртят.

Завършените електронни черупки са по-стабилни от непълните, така че тяхната енергия е много по-ниска от тази на два отделни атома. Когато се образува молекула, излишната топлина се разсейва в околната среда.

класификация

В химията има два вида ковалентни връзки:

1. Ковалентна неполярна връзка, образувани между два атома на един и същ неметален елемент, като кислород, водород, азот, въглерод.
2. Ковалентна полярна връзка възниква между атомите на различни неметали. Добър пример е молекулата на хлороводорода. Когато атомите на два елемента се комбинират помежду си, несдвоеният електрон от водорода частично преминава към последното електронно ниво на хлорния атом. По този начин върху водородния атом се образува положителен заряд и върху хлорен атом се образува отрицателен заряд.

Донорно-акцепторна връзка също е вид ковалентна връзка. Тя се състои във факта, че един атом от двойка осигурява и двата електрона, ставайки донор, и съответно приемащият атом се счита за акцептор. Когато се образува връзка между атомите, донорната такса се увеличава с единица и акцепторният заряд намалява.

Полуполярната комуникация - може да се счита за подвид на донор-акцептор. Само в този случай са обединени атомите, единият от които има пълна електронна орбитала (халогени, фосфор, азот), а вторият има два несдвоени електрона (кислород). Формирането на комуникацията се извършва на два етапа:

• първоначално един електрон се отделя от самотната двойка и се присъединява към неспарените;
• обединяването на останалите несвързани електроди, т.е. ковалентна полярна връзка се образува.

свойства

Полярната ковалентна връзка има свои физикохимични свойства, като насоченост, наситеност, полярност, поляризуемост. Те определят характеристиките на получените молекули.

Фокусът върху комуникацията зависи от бъдещето. молекулярна структура образувано вещество, а именно, от геометричната форма, която образува два атома при присъединяването.

Наситеността показва колко ковалентни връзки може да образува един атом от вещество. Това число е ограничено от броя на външните атомни орбитали.

Полярността на молекулата възниква, защото електронният облак, образуван от два различни електрона, е неравномерен по цялата си обиколка. Това се дължи на разликата в отрицателния заряд във всяка от тях. Именно това свойство определя полярната връзка или не-полярната. Когато два атома от един елемент са комбинирани, електронният облак е симетричен, което означава, че ковалентната връзка е неполярна. А ако се комбинират атоми от различни елементи, тогава се образува асиметричен електронен облак, т. Нар. Диполен момент на молекулата.

Поляризуемостта отразява колко активно електрони в молекулата се изместват под действието на външни физически или химически агенти, като електрическо или магнитно поле, на други частици.

Последните две свойства на получената молекула определят способността му да реагира с други полярни реагенти.

Sigma Link и Pi Link

Образуването на тези връзки зависи от плътността на разпределението на електроните в електронния облак по време на образуването на молекулата.

Наличието на плътна електронна група по оста, свързваща атомните ядра, т.е. в хоризонталната равнина, е характерно за сигма връзка.

Пи връзката се характеризира с кондензация на електронни облаци при тяхното пресичане, т.е. над и под атомното ядро.

Визуализация на връзката във формулите

Например, можем да вземем хлорен атом. Външното му електронно ниво съдържа седем електрона. Във формулата те имат три двойки и един неспарен електрон около обозначението на елемента под формата на точки.

Ако записваме хлорната молекула по същия начин, ще видим, че два неспарени електрона образуват двойка, обща за два атома, нарича се разделена. Освен това, всеки от тях получил осем електрона.

Правило за дублет на октета

Химик Люис, който предложи как се формира ковалентна полярна връзка, е първият от колегите му, който формулира правило, което обяснява стабилността на атомите, когато те се комбинират в молекули. Нейната същност е в това, че химическите връзки между атомите се образуват в случая, когато се формират достатъчно електрони електронна конфигурация повтарящи се като атоми на благородни елементи.

Това означава, че при образуването на молекули за тяхното стабилизиране е необходимо всички атоми да имат пълно външно електронно ниво. Например, водородни атоми, комбинирани в молекула, повтарят електронната обвивка на хелий, хлорни атоми, придобиват сходство на електронно ниво с аргоновия атом.

Дължина на връзката

Ковалентната полярна връзка, наред с други неща, се характеризира с определено разстояние между ядрата на атомите, образуващи молекулата. Те са на такова разстояние един от друг, при което енергията на молекулата е минимална. За да се постигне това, е необходимо електронните облаци от атоми да се припокриват, доколкото е възможно. Налице е пряко пропорционален модел между размера на атомите и дългата връзка. Колкото по-голям е атомът, толкова по-дълга е връзката между ядрата.

Възможно е атомът да образува не една, а няколко ковалентни полярни връзки. Тогава между ядрата се образуват така наречените валентни ъгли. Те могат да бъдат от деветдесет до сто и осемдесет градуса. Те определят геометричната формула на молекулата.