Йонна връзка
Чисто йонна връзка е химично свързано състояние на атоми, при което се постига стабилна електронна среда чрез пълен преход на общата електронна плътност към атом на по-електроотрицателен елемент.
На практика пълното прехвърляне на електрон от един атом към друг атом - партньор на връзката не се реализира, тъй като всеки елемент има по-голяма или по-малка електроотрицателност и всяка химическа връзка ще бъде ковалентна до известна степен. Ако степента на ковалентна връзка е достатъчно висока, тогава такава химична връзка е полярна ковалентна връзка с различни степени на йонност. Ако степента на ковалентност на връзките е малка в сравнение със степента на нейната йонност, тогава такава връзка се счита за йонна.
Йонна връзка е възможна само между атоми на електроположителни и електроотрицателни елементи, които са в състояние на противоположно заредени йони. Процесът на образуване на йонна връзка дава възможност да се обясни електростатичният модел, т.е. разглеждане на химичното взаимодействие между отрицателно и положително заредени йони.
йони - Това са електрически заредени частици, образувани от неутрални атоми или молекули чрез отдаване или приемане на електрони.
Когато електроните се дават или приемат от молекули, се образуват молекулни или многоатомни йони, например диоксигенен йон, нитритен йон.
Едноатомни положителни йони, или моноатомни отрицателни йони, или моноатомни аниони, възникват по време на химическа реакция между неутрални атоми чрез взаимно прехвърляне на електрони, докато атом, електроположителен елемент с малък брой външни електрони, преминава в по-стабилно състояние на моноатомен катион чрез намаляване на броя на тези електрони. Напротив, атом на електроотрицателен елемент, който има голям брой външни електрони, преминава в състояние на моноатомен йон, което е по-стабилно за него чрез увеличаване на броя на електроните. Едноатомните катиони се образуват, като правило, от метали, а моноатомните аниони - от неметали.
Когато електроните се прехвърлят, атомите на метални и неметални елементи са склонни да образуват стабилна конфигурация на електронната обвивка около своите ядра. Атом на неметален елемент създава външна обвивка от последващия благороден газ около ядрото си. Докато атомът на метален елемент, след връщането на външни електрони, получава стабилна октетна конфигурация на предишния благороден газ.
Йонни кристали
При взаимодействието на метални и неметални прости вещества, придружено от връщане и приемане на електрони, се образуват соли. Пример:
2Na + Cl2 = 2NaCl,
2Al + 3F2 = 2AlF3
Йонната връзка е характерна не само за соли на производни на безкислородни и кислородсъдържащи киселини [като NaCl, AlF3, NaNO3, Al(SO4)3], но и за други класове неорганични вещества - основни оксиди и хидроксиди [ като Na2O и NaOH], бинарни съединения [като Li3N и CaC2]. Между йони с противоположни по знак заряди възникват електростатични сили на привличане. Такива сили на привличане са изотропни, т.е. действайте по същия начин във всички посоки. В резултат на това разположението на йоните в твърдите соли е подредено в пространството по определен начин. Система от подредени катиони и аниони се нарича йонна кристална решетка, а самите твърди вещества (соли, основни оксиди и хидроксиди) се наричат йонни кристали.
Всички йонни кристали са подобни на сол по природа. Солеподобният характер се разбира като определен набор от свойства, които отличават йонните кристали от кристалните вещества с други видове решетки. Разбира се, не всички йонни решетки се характеризират с такова разположение на йони в пространството, броят на йоните - съседи с противоположен заряд може да бъде различен, но редуването на катиони и аниони в пространството е задължително за кристалите.
Поради факта, че силите на привличане на Кулон се разпространяват еднакво във всички посоки, йоните във възлите на кристалната решетка са относително здраво свързани, въпреки че всеки от йоните не е фиксиран неподвижно, а непрекъснато извършва топлинни вибрации около позицията си в решетка. Няма транслационно движение на йони по протежение на решетката, следователно всички вещества с йонни връзки при стайна температура са твърди (кристални). Амплитудата на топлинните вибрации може да се увеличи чрез нагряване на йонния кристал, което в крайна сметка води до разрушаване на решетката и преминаване на твърдото в течно състояние (при точката на топене). Точката на топене на йонните кристали е сравнително висока, а точката на кипене, при която течното вещество преминава в най-неподреденото, газообразно състояние, е много висока. Пример:
Много соли, особено многоелементни комплексни соли, както и соли на органични киселини, могат да се разлагат при температури, по-ниски от точката на кипене и дори точката на топене.
Типично свойство на много йонно свързани съединения (които не реагират с вода или се разлагат преди да се стопят) е тяхната способност да се дисоциират на съставните им йони; поради подвижността на йони, водни разтвори или стопилки на йонни кристали провеждат електрически ток.
В йонните кристали няма връзки между отделните двойки йони; по-точно, трябва да се каже, че всички катиони и аниони, съдържащи се в пробата на йонното съединение, се оказват свързани.
В йонните кристали, изградени от катиони и аниони, няма молекули.
Химичните формули на йонните вещества предават само съотношението на катиони и аниони в кристалната решетка; като цяло проба от йонно вещество е електрически неутрална. Например, в съответствие с формулата на йонния кристал Al2O3, съотношението на катиони Al3+ и O2-аниони в решетката е 2:3; веществото е електрически неутрално - шест положителни заряда (2 Al3+) се неутрализират от шест отрицателни заряда (3 O2-).
Въпреки че реалните молекули в йонните кристали не съществуват, за еднаквост с ковалентни вещества е обичайно да се предава съставът на условни молекули, като се използват формули като NaCl и Al2O3, следователно, за да се характеризират йонните вещества чрез определени стойности на относително молекулно тегло. Това е още по-оправдано, тъй като преходът от ковалентна връзка към йонна става постепенно и има само условна граница с x = 1,7.
Относителната молекулна маса на веществата с йонна връзка се намира чрез добавяне на относителните атомни маси на съответните елементи, като се вземе предвид броят на атомите на всеки елемент.
Пример: Относителното молекулно тегло на Al2O3 е:
Структурата и формата на кристалите са предмет на кристалографията, а връзката между свойствата на кристалите и тяхната структура се изучава от кристалохимията.
Трябва да се отбележи, че практически няма съединения, в които да съществуват само йонни връзки. Ковалентните връзки винаги се появяват между съседни атоми в кристала.
Химическата връзка възниква поради взаимодействието на електрическите полета, създадени от електрони и ядра на атоми, т.е. химическата връзка е електрическа по природа.
Под химическа връзкаразбират резултата от взаимодействието на 2 или повече атома, което води до образуването на стабилна многоатомна система. Условието за образуване на химична връзка е намаляване на енергията на взаимодействащите атоми, т.е. молекулярното състояние на материята е енергийно по-благоприятно от атомното състояние. Когато се образува химическа връзка, атомите се стремят да получат пълна електронна обвивка.
Има: ковалентни, йонни, метални, водородни и междумолекулни.
ковалентна връзка- най-общият тип химическа връзка, която възниква поради социализацията на електронна двойка чрез обменен механизъм -, когато всеки от взаимодействащите атоми доставя един електрон, или донорно-акцепторен механизъм, ако електронна двойка се прехвърля за обща употреба от един атом (донор - N, O, Cl, F) към друг атом (акцептор - атоми на d-елементи).
Характеристики на химичната връзка.
1 - множественост на връзките - между 2 атома е възможна само 1 сигма връзка, но заедно с нея между едни и същи атоми може да има пи и делта връзки, което води до образуването на множествени връзки. Множеството се определя от броя на общите електронни двойки.
2 - дължина на връзката - междуядреното разстояние в молекулата, колкото по-голяма е множествеността, толкова по-малка е нейната дължина.
3 - сила на връзката - това е количеството енергия, необходимо за нейното разкъсване
4 - наситеността на ковалентната връзка се проявява в това, че една атомна орбитала може да участва в образуването само на една c.s. Това свойство определя стехиометрията на молекулните съединения.
5 - насоченост на ц.с. в зависимост от това каква форма и каква посока имат електронните облаци в пространството, при застъпване могат да се образуват съединения с линейна и ъглова форма на молекулите.
Йонна връзка – образувани между атоми, които са много различни по електроотрицателност. Това са съединения на главните подгрупи на групи 1 и 2 с елементи на главните подгрупи на групи 6 и 7. Йонната е химическа връзка, която се осъществява в резултат на взаимно електростатично привличане на противоположно заредени йони.
Механизмът на образуване на йонни връзки: а) образуването на йони на взаимодействащи атоми; б) образуването на молекула поради привличането на йони.
Ненасоченост и ненаситеност на йонната връзка
Силовите полета на йоните са равномерно разпределени във всички посоки, така че всеки йон може да привлича йони с противоположен знак във всяка посока. Това е ненасочеността на йонната връзка. Взаимодействието на 2 йона с противоположен знак не води до пълна взаимна компенсация на техните силови полета. Следователно те запазват способността да привличат йони и в други посоки, т.е. йонната връзка се характеризира с ненаситеност. Следователно всеки йон в йонно съединение привлича такъв брой йони с противоположен знак, че се образува кристална решетка от йонен тип. В йонния кристал няма молекули. Всеки йон е заобиколен от определен брой йони с различен знак (координационно число на йона).
метална връзка- хим. Комуникация в метали. Металите имат излишък от валентни орбитали и липса на електрони. Когато атомите се приближават един към друг, техните валентни орбитали се припокриват, поради което електроните се движат свободно от една орбитала към друга и се осъществява връзка между всички метални атоми. Връзката, която се осъществява от относително свободни електрони между метални йони в кристална решетка, се нарича метална връзка. Връзката е силно делокализирана и няма насоченост и наситеност, т.к валентните електрони са равномерно разпределени в целия кристал. Наличието на свободни електрони определя наличието на общи свойства на металите: непрозрачност, метален блясък, висока електрическа и топлопроводимост, ковкост и пластичност.
водородна връзка– връзка между Н атома и силно отрицателен елемент (F, Cl, N, O, S). Водородните връзки могат да бъдат вътрешно- и междумолекулни. BC е по-слаба от ковалентната връзка. Възникването на ВС се обяснява с действието на електростатичните сили. Н атомът има малък радиус и когато единичен електрон Н е изместен или дарен, той придобива силен положителен заряд, който влияе на електроотрицателността.
Йонна връзка
(използвани са материали от уебсайта http://www.hemi.nsu.ru/ucheb138.htm)
Йонното свързване се осъществява чрез електростатично привличане между противоположно заредени йони. Тези йони се образуват в резултат на прехвърлянето на електрони от един атом към друг. Йонна връзка се образува между атоми, които имат големи разлики в електроотрицателността (обикновено по-голяма от 1,7 по скалата на Полинг), например между алкални метали и халогени.
Нека разгледаме появата на йонна връзка, използвайки примера за образуване на NaCl.
От електронните формули на атомите
Na 1s 2 2s 2 2p 6 3s 1 и
Cl 1s 2 2s 2 2p 6 3s 2 3p 5
Може да се види, че за завършване на външното ниво е по-лесно за натриевия атом да отдаде един електрон, отколкото да добави седем, а за хлорния атом е по-лесно да добави един, отколкото да отдаде седем. При химичните реакции натриевият атом отдава един електрон, а хлорният атом го приема. В резултат на това електронните обвивки на натриевите и хлорните атоми се превръщат в стабилни електронни обвивки на благородни газове (електронната конфигурация на натриевия катион
Na + 1s 2 2s 2 2p 6 ,
и електронната конфигурация на хлорния анион
Cl – - 1s 2 2s 2 2p 6 3s 2 3p 6).
Електростатичното взаимодействие на йони води до образуването на молекулата на NaCl.
Естеството на химичната връзка често се отразява в състоянието на агрегиране и физичните свойства на веществото. Йонни съединения като натриев хлорид NaCl са твърди и огнеупорни, защото има мощни сили на електростатично привличане между зарядите на техните "+" и "-" йони.
Отрицателно зареденият хлориден йон привлича не само "своя" Na + йон, но и други натриеви йони около него. Това води до факта, че близо до всеки от йоните няма един йон с противоположен знак, а няколко.
Структурата на кристала натриев хлорид NaCl.
Всъщност има 6 натриеви йона около всеки хлориден йон и 6 хлоридни йона около всеки натриев йон. Такава подредена опаковка от йони се нарича йонен кристал. Ако отделен хлорен атом е изолиран в кристал, тогава сред околните натриеви атоми вече не е възможно да се намери този, с който хлорът е реагирал.
Привлечени един към друг от електростатични сили, йоните са изключително неохотни да променят местоположението си под въздействието на външна сила или повишаване на температурата. Но ако натриевият хлорид се разтопи и продължи да се нагрява във вакуум, тогава той се изпарява, образувайки двуатомни молекули NaCl. Това предполага, че силите на ковалентно свързване никога не се изключват напълно.
Основни характеристики на йонната връзка и свойства на йонните съединения
1. Йонната връзка е силна химична връзка. Енергията на тази връзка е около 300 – 700 kJ/mol.
2. За разлика от ковалентната връзка, йонната връзка е ненасочена, тъй като йонът може да привлича към себе си йони с противоположен знак във всяка посока.
3. За разлика от ковалентната връзка, йонната връзка е ненаситена, тъй като взаимодействието на йони с противоположен знак не води до пълна взаимна компенсация на техните силови полета.
4. В процеса на образуване на молекули с йонна връзка няма пълен трансфер на електрони, следователно в природата не съществува 100% йонна връзка. В молекулата на NaCl химичната връзка е само 80% йонна.
5. Йонните съединения са кристални твърди вещества с високи точки на топене и кипене.
6. Повечето йонни съединения се разтварят във вода. Разтвори и стопилки на йонни съединения провеждат електрически ток.
метална връзка
Металните кристали са подредени по различен начин. Ако разгледате парче метален натрий, ще откриете, че външно той е много различен от трапезната сол. Натрият е мек метал, лесно се реже с нож, сплесква се с чук, лесно се разтопява в чаша на спиртна лампа (точка на топене 97,8 o C). В натриев кристал всеки атом е заобиколен от осем други подобни атома.
Структурата на кристала на металния Na.
От фигурата се вижда, че Na атомът в центъра на куба има 8 най-близки съседи. Но същото може да се каже за всеки друг атом в кристал, тъй като всички те са еднакви. Кристалът се състои от "безкрайно" повтарящи се фрагменти, показани на тази снимка.
Металните атоми на външно енергийно ниво съдържат малък брой валентни електрони. Тъй като енергията на йонизация на металните атоми е ниска, валентните електрони се задържат слабо в тези атоми. В резултат на това в кристалната решетка на металите се появяват положително заредени йони и свободни електрони. В този случай металните катиони се намират във възлите на кристалната решетка, а електроните се движат свободно в полето на положителните центрове, образувайки така наречения "електронен газ".
Наличието на отрицателно зареден електрон между два катиона води до факта, че всеки катион взаимодейства с този електрон.
По този начин, метална връзка е връзка между положителни йони в метални кристали, която се осъществява чрез привличане на електрони, които се движат свободно в целия кристал.
Тъй като валентните електрони в метала са равномерно разпределени в кристала, металната връзка, подобно на йонната, е ненасочена връзка. За разлика от ковалентната връзка, металната връзка е ненаситена връзка. Металната връзка се различава от ковалентната връзка и по сила. Енергията на металната връзка е около три до четири пъти по-малка от енергията на ковалентната връзка.
Поради високата подвижност на електронния газ, металите се характеризират с висока електрическа и топлопроводимост.
Металният кристал изглежда достатъчно прост, но неговата електронна структура всъщност е по-сложна от тази на кристалите на йонната сол. На външната електронна обвивка на металните елементи няма достатъчно електрони, за да образуват пълноценна "октетна" ковалентна или йонна връзка. Следователно в газообразно състояние повечето метали се състоят от едноатомни молекули (т.е. отделни, несвързани атоми). Типичен пример са живачните пари. По този начин метална връзка между металните атоми възниква само в течно и твърдо състояние на агрегат.
Металната връзка може да се опише по следния начин: някои от металните атоми в получения кристал предават валентните си електрони в пространството между атомите (в натрия е ... 3s1), превръщайки се в йони. Тъй като всички метални атоми в кристала са еднакви, всеки от тях има равен шанс да загуби валентен електрон.
С други думи, преходът на електрони между неутрални и йонизирани метални атоми става без консумация на енергия. В този случай част от електроните винаги се озовават в пространството между атомите под формата на "електронен газ".
Тези свободни електрони, първо, държат металните атоми на определено равновесно разстояние един от друг.
Второ, те придават на металите характерен "метален блясък" (свободните електрони могат да взаимодействат със светлинните кванти).
Трето, свободните електрони осигуряват на металите добра електропроводимост. Високата топлопроводимост на металите се обяснява и с наличието на свободни електрони в междуатомното пространство - те лесно "реагират" на промените в енергията и допринасят за нейния бърз трансфер в кристала.
Опростен модел на електронната структура на метален кристал.
******** На примера на металния натрий, нека разгледаме природата на металната връзка от гледна точка на идеите за атомните орбитали. Натриевият атом, подобно на много други метали, има липса на валентни електрони, но има свободни валентни орбитали. Единственият 3s електрон на натрия е в състояние да се придвижи до някоя от свободните и близки по енергия съседни орбитали. Когато атомите в един кристал се приближават един към друг, външните орбитали на съседните атоми се припокриват, поради което дарените електрони се движат свободно в целия кристал.
„Електронният газ“ обаче съвсем не е разстроен, както може да изглежда. Свободните електрони в метален кристал са в припокриващи се орбитали и са социализирани до известна степен, образувайки вид ковалентни връзки. Натрият, калият, рубидият и другите метални s-елементи просто имат малко споделени електрони, така че техните кристали са крехки и топими. С увеличаване на броя на валентните електрони силата на металите като правило се увеличава.
По този начин елементите са склонни да образуват метална връзка, чиито атоми на външните обвивки имат малко валентни електрони. Тези валентни електрони, които осъществяват металната връзка, са социализирани до такава степен, че могат да се движат през целия метален кристал и осигуряват висока електрическа проводимост на метала.
Кристалът NaCl не провежда електричество, тъй като в пространството между йоните няма свободни електрони. Всички електрони, дарени от натриевите атоми, здраво задържат хлоридни йони около себе си. Това е една от основните разлики между йонните кристали и металните.
Това, което сега знаете за металната връзка, обяснява и високата ковкост (пластичност) на повечето метали. Металът може да бъде сплескан в тънък лист, изтеглен в тел. Факт е, че отделни слоеве от атоми в метален кристал могат сравнително лесно да се плъзгат един върху друг: подвижният „електронен газ“ постоянно омекотява движението на отделните положителни йони, като ги предпазва един от друг.
Разбира се, нищо подобно не може да се направи с готварска сол, въпреки че солта също е кристално вещество. В йонните кристали валентните електрони са здраво свързани с ядрото на атома. Преместването на един слой йони спрямо друг води до сближаване на йони с еднакъв заряд и предизвиква силно отблъскване между тях, което води до разрушаване на кристала (NaCl е крехко вещество).
Изместването на слоевете на йонния кристал причинява появата на големи отблъскващи сили между подобни йони и разрушаването на кристала.
Навигация
- Решаване на комбинирани задачи по количествените характеристики на веществото
- Разрешаване на проблем. Законът за постоянството на състава на веществата. Изчисления, използващи понятията "моларна маса" и "химическо количество" на веществото
Естеството на металната връзка. Структурата на металните кристали.
1. с. 71–73; 2. с. 143–147; 4. с. 90–93; 8. с. 138–144; 3. с. 130–132.
Йонна химична връзка наречена връзката, която се образува между катиони и аниони в резултат на тяхното електростатично взаимодействие.Йонната връзка може да се разглежда като ограничаващ случай на ковалентна полярна връзка, образувана от атоми с много различни стойности на електроотрицателност.
Когато се образува йонна връзка, възниква значително изместване на общата двойка електрони към по-електроотрицателен атом, който по този начин придобива отрицателен заряд и се превръща в анион. Друг атом, загубил своя електрон, образува катион. Йонна връзка се образува само между атомни частици на такива елементи, които се различават значително по своята електроотрицателност (Δχ ≥ 1,9).
Характеризира се йонната връзка ненасоченоств космоса и ненаситност. Електрическите заряди на йоните определят тяхното привличане и отблъскване и определят стехиометричния състав на съединението.
Като цяло йонното съединение е гигантска асоциация от йони с противоположни заряди. Следователно химичните формули на йонните съединения отразяват само най-простото съотношение между броя на атомните частици, които образуват такива асоциации.
Метална връзка -Vвзаимодействие, което задържа атомните частици на металите в кристали.
Природата на металната връзка е подобна на ковалентната връзка: и двата вида връзки се основават на социализацията на валентните електрони. Въпреки това, в случай на ковалентна връзка, валентните електрони само на два съседни атома се споделят, докато при образуването на метална връзка всички атоми участват в споделянето на тези електрони наведнъж. Ниските енергии на йонизация на металите улесняват валентните електрони да се отделят от атомите и да се движат през целия обем на кристала. Благодарение на свободното движение на електроните, металите имат висока електрическа и топлопроводимост.
По този начин сравнително малък брой електрони осигурява свързването на всички атоми в метален кристал. Връзка от този тип, за разлика от ковалентната връзка, е нелокализиранИ ненасочен.
7. Междумолекулно взаимодействие . Ориентация, индукция и дисперсионно взаимодействие на молекулите. Зависимост на енергията на междумолекулно взаимодействие от стойността на диполния момент, поляризуемостта и размера на молекулите. Енергия на междумолекулно взаимодействие и агрегатно състояние на веществата. Характерът на промяната в точките на кипене и топене на прости вещества и молекулни съединения на р-елементи от групи IV-VII.
1. с. 73–75; 2. с. 149–151; 4. с. 93–95; 8. с. 144–146; 11. с. 139–140.
Въпреки че молекулите като цяло са електрически неутрални, между тях се осъществяват междумолекулни взаимодействия.
Кохезионните сили, действащи между отделни молекули и водещи първо до образуването на молекулна течност, а след това на молекулни кристали, се наричатмеждумолекулни сили , или сили на Ван дер Ваалс .
Междумолекулното взаимодействие, подобно на химичната връзка, има електростатичен характер, но за разлика от последния е много слаб; се проявява на много по-големи разстояния и се характеризира с липса на ситост.
Има три вида междумолекулни взаимодействия. Първият тип е ориентационенвзаимодействиеполярни молекули. При сближаване полярните молекули се ориентират една спрямо друга в съответствие със знаците на зарядите в краищата на диполите. Колкото по-полярни са молекулите, толкова по-силно е ориентационното взаимодействие. Неговата енергия се определя главно от големината на електрическите моменти на диполите на молекулите (т.е. тяхната полярност).
Индуктивно взаимодействие – това е електростатично взаимодействие между полярни и неполярни молекули.
В неполярна молекула под въздействието на електрическото поле на полярна молекула възниква "индуциран" (индуциран) дипол, който се привлича към постоянния дипол на полярната молекула. Енергията на индуктивното взаимодействие се определя от електричния момент на дипола на полярната молекула и поляризуемостта на неполярната молекула.
Дисперсионно взаимодействие възниква в резултат на взаимно привличане на т.нар мигновени диполи. Диполи от този тип възникват в неполярни молекули по всяко време поради несъответствието между електрическите центрове на тежестта на електронния облак и ядрата, причинено от техните независими вибрации.
Относителната стойност на приноса на отделните компоненти към общата енергия на междумолекулното взаимодействие зависи от две основни електростатични характеристики на молекулата - нейната полярност и поляризуемост, които от своя страна се определят от размера и структурата на молекулата.
8. водородна връзка . Механизъм на образуване и природа на водородната връзка. Сравнение на енергията на водородната връзка с енергията на химичната връзка и енергията на междумолекулното взаимодействие. Междумолекулни и вътрешномолекулни водородни връзки. Характерът на промяната в точките на топене и кипене на хидриди на р-елементи от IV-VII групи. Значение на водородните връзки за природни обекти. Аномални свойства на водата.
1. с. 75–77; 2. с. 147–149; 4. с. 95–96; 11. с. 140–143.
Една от разновидностите на междумолекулно взаимодействие е водородна връзка . Извършва се между положително поляризирания водороден атом на една молекула и отрицателно поляризирания X атом на друга молекула:
Х δ- ─Н δ+ Х δ- ─Н δ+ ,
където X е атом на един от най-електроотрицателните елементи - F, O или N, а символът е символ за водородна връзка.
Образуването на водородна връзка се дължи главно на факта, че водородният атом има само един електрон, който, когато се образува полярна ковалентна връзка с X атома, се измества към него. Върху водородния атом възниква голям положителен заряд, който, съчетан с отсъствието на вътрешни електронни слоеве във водородния атом, позволява на друг атом да се доближи до него на разстояния, близки до дължините на ковалентните връзки.
Така в резултат на взаимодействието на диполи се образува водородна връзка. Въпреки това, за разлика от обичайното дипол-диполно взаимодействие, механизмът на водородното свързване също се дължи на взаимодействието донор-акцептор, където донорът на електронна двойка е атомът X на една молекула, а акцепторът е водородният атом на друга.
Водородната връзка има свойствата на насоченост и насищане. Наличието на водородна връзка значително влияе върху физичните свойства на веществата. Например точките на топене и кипене на HF, H 2 O и NH 3 са по-високи от тези на хидридите на други елементи от същите групи. Причината за аномалното поведение е наличието на водородни връзки, чието разкъсване изисква допълнителна енергия.
Първият от тях е образуването на йонна връзка. (Второто е образованието, което ще бъде обсъдено по-долу). Когато се образува йонна връзка, метален атом губи електрони, а неметален атом печели. Например, разгледайте електронната структура на натриевите и хлорните атоми:
Na 1s 2 2s 2 2 p6 3 с 1 - един електрон във външното ниво
Cl 1s 2 2s 2 2 p6 3 s2 3 стр 5 — седем електрона във външното ниво
Ако натриевият атом отдаде своя единичен 3s електрон на хлорния атом, правилото за октет ще важи и за двата атома. Хлорният атом ще има осем електрона във външния трети слой, а натриевият атом също ще има осем електрона във втория слой, който сега е станал външен:
Na + 1s 2 2s 2 2 стр 6
Cl - 1s 2 2s 2 2 p6 3 s2 3 p6 - осем електрона във външното ниво
В същото време ядрото на натриевия атом все още съдържа 11 протона, но общият брой на електроните е намалял до 10. Това означава, че броят на положително заредените частици е с една повече от броя на отрицателно заредените, така че общият зарядът на "атома" на натрия е +1.
Един „атом“ хлор сега съдържа 17 протона и 18 електрона и има заряд от -1.
Наричат се заредени атоми, образувани в резултат на загуба или печалба на един или повече електрони йони. Положително заредените йони се наричат катиони, а отрицателно заредените се наричат аниони.
Катионите и анионите, които имат противоположни заряди, се привличат един към друг от електростатични сили. Това привличане на противоположно заредени йони се нарича йонно свързване.
. Среща се в съединения, образувани от метал и един или повече неметали.
Следните съединения отговарят на този критерий и са йонни по природа: MgCl 2, Fel 2, CuF, Na 2 0, Na 2 S0 4, Zn(C 2 H 3 0 2) 2.
Има друг начин за представяне на йонни съединения:
В тези формули точките показват само електроните, разположени на външните обвивки ( валентни електрони ). Такива формули се наричат формули на Луис в чест на американския химик Г. Н. Луис, един от основателите (заедно с Л. Полинг) на теорията за химическата връзка.
Прехвърлянето на електрони от метален атом към неметален атом и образуването на йони са възможни поради факта, че неметалите имат висока електроотрицателност, а металите имат ниска.
Поради силното привличане на йони един към друг, йонните съединения са предимно твърди и имат доста висока точка на топене.
Йонна връзка се образува чрез прехвърляне на електрони от метален атом към неметален атом. Получените йони се привличат един към друг от електростатични сили.
