Виды ковалентной связи

Не имею понятия, каким образом в течение несколько часов сна восстанавливаются человеческие силы, но знаю точно, что ночь, проведенная без сна, основательно изматывает их. Другими словами, положительного знания всегда недостаточно, тогда как отрицательный опыт часто бывает исчерпывающим. И вот почему я об этом говорю. Ведь мы приступаем к очень серьезному вопросу, мы рассматриваем сейчас виды ковалентной связи. Главное, что мы должны понять – это то, что любая химическая связь, удерживающая мало-мальски элементы друг с другом, имеет валентное происхождение, то есть проистекает из валентности химического элемента. Если у элемента валентный (внешний) электронный слой заполнен, то этот элемент имеет нулевую валентность, у него попросту валентности нет, и, значит, он не может вступить ни в какие виды химической связи. В этом исчерпывающий отрицательный опыт, что касается положительного знания, из всех существующих видов ковалентной связи мы рассмотрим сегодня несколько наиболее распространенных на примере газов водорода (Н2), кислорода (О2) и метана (СН4). Все названные газы имеют молекулярную структуру и состоят из молекул, в которых сила взаимодействия между отдельными атомами распространяется не во все стороны, как у ионов, а в направлении к друг другу, отчего носит название co-valent-ной химической связи. Эта сила неодинакова в различных молекулах. Например, в молекуле кислорода, образованной путем обмена двух электронных пар (двойная ковалентная связь), сила взаимодействия значительно больше, чем в молекулах с одинарной ковалентной связью. Сила ковалентной связи в молекуле водорода достаточно велика, для того, чтобы удерживать вместе два положительно заряженных протона, из которых состоят атомы водорода. Тем не менее любой атом, по-возможности, стремится к образованию максимально стабильной молекулярной структуры с наиболее сильной ковалентной связью, возможной для него.

Дирижабль
Гибель Хинденбурга

Молекула водорода охотно вступает в реакцию с кислородом, образуя молекулу воды, в которой ковалентная связь между разнородными атомами сильнее, чем аналогичная связь между протонами в молекуле водорода. Если бы Хинденбург был заполнен инертным гелием, а не более дешевым водородом, той трагедии 6 мая 1937 года не произошло. В структурной формуле молекулы ковалентная связь обозначается линиями, например в молекуле водорода будет одна линия Н — Н, а в молекуле кислорода  две линии О = О, поскольку кислород имеет двойную ковалентную связь. Каждый атом кислорода имеет восемь протонов и восемь электронов, из которых два электрона расположены на первом энергетическом уровне и шесть электронов на валентном энергетическом уровне. Чтобы удовлетворить правилу октета, к атому кислорода необходимо присоединить два электрона, что осуществляется в молекуле кислорода О2, в которой две электронные пары становятся общими.

Молекула кислорода
Молекула кислорода

Рассмотрим теперь молекулу метана, в которой атом углерода на валентном энергетическом уровне имеет четыре электрона, позволяющих образовать четыре ковалентных связи.

Структурная формула метана
Структурная формула метана

В молекуле метана атомы водорода распределяются симметрично вокруг атома углерода, образуя пирамидальную форму, в которой каждый атом водорода располагается на равном расстоянии друг от друга.

Трехмерная модель молекулы метана
Молекула метана имеет правильную форму пирамиды

Благодаря правильной симметрии молекула метана не является поляризованной, несмотря на то, что электронное облако каждого из четырех атомов водорода смещено к углеродному центру.

About the author

wrote 116 articles on this blog.

Один комментарий для “Виды ковалентной связи

Оставить комментарий