Agar o'zaro ta'sir qiluvchi atomlarning elektr manfiyligi sezilarli darajada farq qilsa (elektronmanfiylik farqi 2 dan katta: DEO>2), keyin elektronlardan biri deyarli butunlay boshqa atomga o'tadi, hosil bo'lishi bilan ionlari. Bunday ulanish deyiladi ionli.

Kimyoviy bog'lanishning asosiy turlari - kovalent, ionli va metall ulanishlar. Keling, ularni batafsil ko'rib chiqaylik.

kovalent kimyoviy bog'lanish

kovalent bog'lanish – bu kimyoviy bog'lanishdir tomonidan shakllangan umumiy elektron juft hosil bo'lishi A:B . Bunday holda, ikkita atom bir-biriga yopishib olish atom orbitallari. Kovalent bog'lanish elektromanfiylikdagi kichik farqli atomlarning o'zaro ta'siri natijasida hosil bo'ladi (qoida tariqasida, ikkita metall bo'lmaganlar orasida) yoki bitta elementning atomlari.

Kovalent bog'lanishning asosiy xossalari

• orientatsiya,
• to'yinganlik,
• qutblanish,
• qutblanish qobiliyati.

Ushbu bog'lanish xususiyatlari moddalarning kimyoviy va fizik xususiyatlariga ta'sir qiladi.

Aloqa yo'nalishi moddalarning kimyoviy tuzilishi va shaklini tavsiflaydi. Ikki bog'lanish orasidagi burchaklar bog'lanish burchaklari deb ataladi. Masalan, suv molekulasida H-O-H bog'lanish burchagi 104,45 o ga teng, shuning uchun suv molekulasi qutbli, metan molekulasida H-C-H bog'lanish burchagi 108 o 28 '.

To'yinganlik atomlarning cheklangan miqdordagi kovalent kimyoviy bog'lanish qobiliyatidir. Atom hosil qilishi mumkin bo'lgan bog'lanishlar soni deyiladi.

Polarlik bog'lanishlar har xil elektr manfiyligi bo'lgan ikki atom o'rtasida elektron zichligi notekis taqsimlanishi tufayli paydo bo'ladi. Kovalent bog'lanishlar qutbli va qutbsizlarga bo'linadi.

Polarizatsiya qobiliyati ulanishlar mavjud bog'lanish elektronlarining tashqi elektr maydoni ta'sirida joy o'zgartirish qobiliyati(xususan, boshqa zarrachaning elektr maydoni). Polarizatsiya elektronning harakatchanligiga bog'liq. Elektron yadrodan qanchalik uzoqda bo'lsa, u shunchalik harakatchan bo'ladi va shunga mos ravishda molekula qutblanish qobiliyatiga ega.

Kovalent qutbsiz kimyoviy bog'lanish

Kovalent bog'lanishning 2 turi mavjud - POLAR va NONPOLAR .

Misol . Vodorod molekulasining H 2 tuzilishini ko'rib chiqing. Har bir vodorod atomi tashqi energiya darajasida 1 ta juftlanmagan elektronni olib yuradi. Atomni ko'rsatish uchun biz Lyuis strukturasidan foydalanamiz - bu elektronlar nuqta bilan belgilangan atomning tashqi energiya darajasining tuzilishi diagrammasi. Lyuis nuqtasi strukturasi modellari ikkinchi davr elementlari bilan ishlashda yaxshi yordam beradi.

H. + . H=H:H

Shunday qilib, vodorod molekulasi bitta umumiy elektron juft va bitta H-H kimyoviy bog'iga ega. Bu elektron juft vodorod atomlarining hech biriga ko'chirilmaydi, chunki vodorod atomlarining elektromanfiyligi bir xil. Bunday ulanish deyiladi kovalent qutbsiz .

Kovalent qutbsiz (simmetrik) bog'lanish - bu teng elektronegativlikka ega bo'lgan atomlar tomonidan hosil qilingan kovalent bog'lanish (qoida tariqasida, bir xil metall bo'lmaganlar) va shuning uchun atomlar yadrolari o'rtasida elektron zichligi bir xil taqsimlangan.

Nopolyar bog'lanishlarning dipol momenti 0 ga teng.

Misollar: H 2 (H-H), O 2 (O=O), S 8 .

Kovalent qutbli kimyoviy bog'lanish

kovalent qutb aloqasi o'rtasida yuzaga keladigan kovalent bog'lanishdir turli elektr manfiyli atomlar (Qoida sifatida, turli xil metall bo'lmaganlar) va xarakterlanadi siljish umumiy elektron jufti ko'proq elektronegativ atomga (polyarizatsiya).

Elektron zichligi ko'proq elektronegativ atomga o'tadi - shuning uchun uning ustida qisman manfiy zaryad (d-) paydo bo'ladi va kamroq elektronegativ atomda (d+, delta +) qisman musbat zaryad paydo bo'ladi.

Atomlarning elektromanfiyligidagi farq qanchalik katta bo'lsa, shuncha yuqori bo'ladi qutblanish ulanishlar va boshqalar dipol moment . Qo'shni molekulalar va ishorasi qarama-qarshi bo'lgan zaryadlar o'rtasida qo'shimcha jozibador kuchlar harakat qiladi, bu esa kuchayib boradi. kuch ulanishlar.

Bog'lanish qutblari birikmalarning fizik va kimyoviy xossalariga ta'sir qiladi. Reaktsiya mexanizmlari va hatto qo'shni bog'larning reaktivligi bog'ning qutbliligiga bog'liq. Bog'lanishning polaritesi ko'pincha aniqlanadi molekulaning qutblanishi va shuning uchun qaynash va erish nuqtasi, qutbli erituvchilarda eruvchanlik kabi jismoniy xususiyatlarga bevosita ta'sir qiladi.

Misollar: HCl, CO 2, NH 3.

Kovalent bog'lanishning hosil bo'lish mexanizmlari

Kovalent kimyoviy bog'lanish 2 mexanizm orqali yuzaga kelishi mumkin:

1. almashinuv mexanizmi Kovalent kimyoviy bog'lanishning hosil bo'lishi har bir zarracha umumiy elektron juftini hosil qilish uchun bitta juftlashtirilmagan elektronni ta'minlaydi:

LEKIN . + . B = A: B

2. Kovalent bog'lanishning hosil bo'lishi shunday mexanizm bo'lib, unda zarralardan biri bo'linmagan elektron juftligini, ikkinchisi esa ushbu elektron jufti uchun bo'sh orbitalni ta'minlaydi:

LEKIN: + B = A: B

Bunday holda, atomlardan biri bo'linmagan elektron juftligini ta'minlaydi ( donor) va boshqa atom bu juftlik uchun bo'sh orbital beradi ( qabul qiluvchi). Bog'lanish hosil bo'lishi natijasida ikkala elektron energiyasi ham kamayadi, ya'ni. Bu atomlar uchun foydalidir.

Donor-akseptor mexanizmi orqali hosil bo'lgan kovalent bog'lanish, farq qilmaydi almashinuv mexanizmi orqali hosil bo'lgan boshqa kovalent bog'lanishlardan xossalari bilan. Donor-akseptor mexanizmi orqali kovalent bog'lanishning hosil bo'lishi tashqi energiya darajasida elektronlari ko'p bo'lgan (elektron donorlari) yoki aksincha, elektronlari juda kam bo'lgan (elektron qabul qiluvchilar) atomlar uchun xosdir. Atomlarning valentlik imkoniyatlari mos ravishda batafsilroq ko'rib chiqiladi.

Kovalent bog'lanish donor-akseptor mexanizmi orqali hosil bo'ladi:

- molekulada karbon monoksit CO(molekuladagi bog` uch karra, 2 ta bog` almashinuv mexanizmi, biri donor-akseptor mexanizmi orqali hosil bo`ladi): C?O;

- ichida ammoniy ioni NH 4+, ionlarda organik aminlar, masalan, metilamoniy ionida CH 3 -NH 2 +;

- ichida murakkab birikmalar, markaziy atom va ligandlar guruhlari orasidagi kimyoviy bog'lanish, masalan, natriy tetragidroksoalyuminatda Na alyuminiy va gidroksid ionlari orasidagi bog'lanish;

- ichida azot kislotasi va uning tuzlari- nitratlar: HNO 3 , NaNO 3 , ba'zi boshqa azot birikmalarida;

- molekulada ozon O 3 .

Kovalent bog'lanishning asosiy xususiyatlari

Kovalent bog'lanish, qoida tariqasida, metall bo'lmagan atomlar o'rtasida hosil bo'ladi. Kovalent bog'lanishning asosiy xususiyatlari quyidagilardir uzunlik, energiya, ko'plik va yo'nalish.

Kimyoviy bog'lanishning ko'pligi

Kimyoviy bog'lanishning ko'pligi - bu birikmadagi ikkita atom orasidagi umumiy elektron juftlar soni. Bog'lanishning ko'pligini molekulani tashkil etuvchi atomlarning qiymatidan osongina aniqlash mumkin.

Masalan , vodorod molekulasida H 2 bog'lanish ko'pligi 1 ga teng, chunki har bir vodorod tashqi energiya darajasida faqat 1 ta juftlanmagan elektronga ega, shuning uchun bitta umumiy elektron juft hosil bo'ladi.

Kislorod molekulasida O 2, bog'lanish ko'paytmasi 2 ga teng, chunki har bir atom tashqi energiya sathida 2 ta juftlanmagan elektronga ega: O=O.

N 2 azot molekulasida bog'lanish ko'paytmasi 3 ga teng, chunki har bir atom orasida tashqi energiya sathida 3 ta juftlanmagan elektron mavjud va atomlar 3 ta umumiy elektron juft N?N hosil qiladi.

Kovalent bog'lanish uzunligi

Kimyoviy bog'lanish uzunligi bog hosil qiluvchi atomlar yadrolarining markazlari orasidagi masofa. U eksperimental fizik usullar bilan aniqlanadi. Bog'lanish uzunligini qo'shimchalar qoidasiga ko'ra taxminan hisoblash mumkin, unga ko'ra AB molekulasidagi bog'lanish uzunligi A 2 va B 2 molekulalaridagi bog'lanish uzunligi yig'indisining yarmiga teng:

Kimyoviy bog'lanish uzunligini taxminan taxmin qilish mumkin atomlar radiusi bo'ylab, rishta hosil qiluvchi yoki muloqotning ko'pligi bilan agar atomlarning radiuslari unchalik farq qilmasa.

Bog'ni tashkil etuvchi atomlarning radiuslari ortishi bilan bog'lanish uzunligi ortadi.

Masalan

Atomlar orasidagi bog'lanishlarning ko'pligi ortishi bilan (atom radiuslari farq qilmaydi yoki bir oz farq qiladi), bog'lanish uzunligi kamayadi.

Masalan . Qatorda: C–C, C=C, C?C, bog'lanish uzunligi kamayadi.

Bog'lanish energiyasi

Kimyoviy bog'lanish kuchining o'lchovi bog'lanish energiyasidir. Bog'lanish energiyasi bog'ni uzish va bu bog'ni hosil qiluvchi atomlarni bir-biridan cheksiz masofaga olib tashlash uchun zarur bo'lgan energiya bilan belgilanadi.

Kovalent bog'lanish juda bardoshli. Uning energiyasi bir necha o'ndan bir necha yuzlab kJ/mol gacha. Bog'lanish energiyasi qanchalik katta bo'lsa, bog'lanish kuchi shunchalik katta bo'ladi va aksincha.

Kimyoviy bog'lanishning mustahkamligi bog'lanish uzunligiga, bog'lanish qutbliligiga va bog'lanishning ko'pligiga bog'liq. Kimyoviy bog'lanish qancha uzun bo'lsa, uning uzilishi shunchalik oson bo'ladi va bog'lanish energiyasi qancha kam bo'lsa, uning kuchi shunchalik kamayadi. Kimyoviy bog'lanish qanchalik qisqa bo'lsa, u kuchliroq va bog'lanish energiyasi shunchalik katta bo'ladi.

Masalan, HF, HCl, HBr birikmalari qatorida chapdan o'ngga kimyoviy bog'lanish kuchi kamayadi, chunki bog'lanish uzunligi ortadi.

Ion kimyoviy bog'lanish

Ion aloqasi ga asoslangan kimyoviy bog‘lanishdir ionlarning elektrostatik tortishishi.

ionlari atomlar tomonidan elektronlarni qabul qilish yoki berish jarayonida hosil bo'ladi. Masalan, barcha metallarning atomlari tashqi energiya darajasining elektronlarini zaif ushlab turadi. Shuning uchun metall atomlari xarakterlanadi tiklovchi xususiyatlar elektronlarni berish qobiliyati.

Misol. Natriy atomida 3-energiya darajasida 1 ta elektron mavjud. Uni osonlik bilan berib, natriy atomi olijanob neon gaz Ne ning elektron konfiguratsiyasi bilan ancha barqaror Na + ionini hosil qiladi. Natriy ionida 11 proton va faqat 10 elektron bor, shuning uchun ionning umumiy zaryadi -10+11 = +1:

+11Na) 2 ) 8 ) 1 - 1e = +11 Na +) 2 ) 8

Misol. Xlor atomining tashqi energiya darajasida 7 ta elektron mavjud. Barqaror inert argon atomi Ar konfiguratsiyasini olish uchun xlor 1 ta elektronni biriktirishi kerak. Elektron biriktirilgandan so'ng, elektronlardan tashkil topgan barqaror xlor ioni hosil bo'ladi. Ionning umumiy zaryadi -1 ga teng:

+17Cl) 2 ) 8 ) 7 + 1e = +17 Cl — ) 2 ) 8 ) 8

Eslatma:

• Ionlarning xossalari atomlarning xossalaridan farq qiladi!
• Barqaror ionlar nafaqat hosil bo'lishi mumkin atomlar, Biroq shu bilan birga atomlar guruhlari. Masalan: ammoniy ioni NH 4+, sulfat ioni SO 4 2- va boshqalar Bunday ionlar hosil qilgan kimyoviy bog lar ham ionli hisoblanadi;
• Ion bog'lanishlar odatda o'rtasida hosil bo'ladi metallar va metall bo'lmaganlar(metall bo'lmaganlar guruhlari);

Olingan ionlar elektr tortishish tufayli tortiladi: Na + Cl -, Na 2 + SO 4 2-.

Keling, vizual ravishda umumlashtiraylik kovalent va ion bog'lanish turlari o'rtasidagi farq:

metall aloqa nisbatan shakllangan munosabatdir erkin elektronlar orasida metall ionlari kristall panjara hosil qiladi.

Tashqi energiya darajasidagi metallarning atomlari odatda mavjud bir-uch elektron. Metall atomlarining radiuslari, qoida tariqasida, katta - shuning uchun metall atomlari, metall bo'lmaganlardan farqli o'laroq, tashqi elektronlarni juda oson beradi, ya'ni. kuchli qaytaruvchi moddalardir.

Elektronlarni berish orqali metall atomlari bo'ladi musbat zaryadlangan ionlar . Ajratilgan elektronlar nisbatan erkindir harakatlanmoqdalar musbat zaryadlangan metall ionlari orasida. Bu zarralar orasida aloqa mavjud, chunki umumiy elektronlar metall kationlarini qatlamlarda birga ushlab turadi , Shunday qilib, etarlicha kuchli yaratish metall kristall panjara . Bunday holda, elektronlar doimiy ravishda tasodifiy harakat qiladi, ya'ni. yangi neytral atomlar va yangi kationlar doimiy ravishda paydo bo'ladi.

Molekulyar o'zaro ta'sirlar

Alohida-alohida, moddadagi alohida molekulalar o'rtasidagi o'zaro ta'sirlarni ko'rib chiqishga arziydi - molekulalararo o'zaro ta'sirlar . Molekulyar o?zaro ta'sirlar neytral atomlar orasidagi o?zaro ta'sirning bir turi bo?lib, unda yangi kovalent bog?lanishlar paydo bo?lmaydi. Molekulalar orasidagi o'zaro ta'sir kuchlarini 1869 yilda van der Vaals kashf etgan va uning nomi bilan atalgan. Van dar Vaals kuchlari. Van der Vaals kuchlari bo'linadi orientatsiya, induksiya va dispersiya . Molekulalararo o?zaro ta'sirlar energiyasi kimyoviy bog?lanish energiyasidan ancha kam.

Orientatsiya tortishish kuchlari qutbli molekulalar (dipol-dipol o'zaro ta'siri) o'rtasida paydo bo'ladi. Ushbu kuchlar qutbli molekulalar orasida paydo bo'ladi. Induktiv o'zaro ta'sirlar qutbli molekula va qutbsiz molekula o'rtasidagi o'zaro ta'sir. Qutbsiz molekula qutbning ta'siri tufayli qutblanadi, bu esa qo'shimcha elektrostatik tortishish hosil qiladi.

Molekulyar o'zaro ta'sirning maxsus turi vodorod bog'laridir. - bu molekulalar o'rtasida kuchli qutbli kovalent aloqalar mavjud bo'lgan molekulalararo (yoki intramolekulyar) kimyoviy bog'lanishlar - H-F, H-O yoki H-N. Agar molekulada bunday aloqalar mavjud bo'lsa, molekulalar o'rtasida bo'ladi qo'shimcha tortishish kuchlari .

Ta'lim mexanizmi Vodorod aloqasi qisman elektrostatik va qisman donor-akseptordir. Bunda kuchli elektron manfiy element atomi (F, O, N) elektron juft donor, bu atomlarga tutashgan vodorod atomlari esa akseptor vazifasini bajaradi. Vodorod aloqalari xarakterlidir orientatsiya kosmosda va to'yinganlik.

Vodorod aloqasini nuqtalar bilan belgilash mumkin: H ··· O. Vodorod bilan bog?langan atomning elektron manfiyligi qanchalik katta bo?lsa va uning o?lchami qanchalik kichik bo?lsa, vodorod bog?i shunchalik mustahkam bo?ladi. Bu birinchi navbatda birikmalarga xosdir vodorod bilan ftor , shuningdek vodorod bilan kislorod , Kamroq azot vodorod bilan .

Vodorod aloqalari quyidagi moddalar o'rtasida yuzaga keladi:

— vodorod ftorid HF(gaz, vodorod ftoridning suvdagi eritmasi - gidroftorik kislota), suv H 2 O (bug ', muz, suyuq suv):

— ammiak va organik aminlarning eritmasi- ammiak va suv molekulalari o'rtasida;

— O-H yoki N-H bog'langan organik birikmalar: spirtlar, karboksilik kislotalar, aminlar, aminokislotalar, fenollar, anilin va uning hosilalari, oqsillar, uglevodlar eritmalari - monosaxaridlar va disaxaridlar.

Vodorod aloqasi moddalarning fizik va kimyoviy xossalariga ta'sir qiladi. Shunday qilib, molekulalar orasidagi qo'shimcha tortishish moddalarning qaynatishini qiyinlashtiradi. Vodorod bog'lari bo'lgan moddalar qaynash nuqtasida g'ayritabiiy o'sishni ko'rsatadi.

Masalan Qoida tariqasida, molekulyar og'irlikning oshishi bilan moddalarning qaynash haroratining oshishi kuzatiladi. Biroq, bir qator moddalarda H 2 O-H 2 S-H 2 Se-H 2 Te biz qaynash nuqtalarining chiziqli o'zgarishini kuzatmaymiz.

Ya'ni, at suvning qaynash nuqtasi anormal darajada yuqori - to'g'ri chiziq bizni ko'rsatganidek -61 o C dan kam emas, lekin juda ko'p, +100 o C. Bu anomaliya suv molekulalari orasidagi vodorod aloqalarining mavjudligi bilan izohlanadi. Shuning uchun normal sharoitda (0-20 o C) suv hisoblanadi suyuqlik faza holati bo'yicha.

Ta'rif

Kovalent bog'lanish - bu ularning valentlik elektronlari atomlarining sotsializatsiyasi natijasida hosil bo'lgan kimyoviy bog'lanish. Kovalent bog'lanishning paydo bo'lishining majburiy sharti valentlik elektronlari joylashgan atom orbitallarining (AO) bir-birining ustiga chiqishidir. Eng oddiy holatda, ikkita AO ning bir-biriga yopishishi ikkita molekulyar orbital (MO) hosil bo'lishiga olib keladi: bog'lovchi MO va antibog'lanish (bo'shashtiruvchi) MO. Birgalikda elektronlar pastroq energiya bog'lovchi MO da joylashgan:

Kommunikativ ta'lim

Kovalent bog'lanish (atom aloqasi, gomeopolar bog'lanish) - har bir atomdan ikkita elektronning sotsializatsiyasi (elektron almashish) tufayli ikki atom o'rtasidagi bog'lanish:

A. + B. -> A: B

Shu sababli, gomeopolyar munosabatlar yo'naltiruvchi xususiyatga ega. Aloqa yaratuvchi elektronlar bir vaqtning o'zida ikkala bog'lovchi atomga tegishlidir, masalan:

Kovalent bog'lanish turlari

Kovalent kimyoviy bog'lanishning uch turi mavjud bo'lib, ular hosil bo'lish mexanizmida farqlanadi:

1. Oddiy kovalent bog'lanish. Uning shakllanishi uchun atomlarning har biri bitta juftlashtirilmagan elektronni beradi. Oddiy kovalent bog'lanish hosil bo'lganda, atomlarning rasmiy zaryadlari o'zgarishsiz qoladi. Agar oddiy kovalent bog'ni hosil qiluvchi atomlar bir xil bo'lsa, molekuladagi atomlarning haqiqiy zaryadlari ham bir xil bo'ladi, chunki bog'lanishni tashkil etuvchi atomlar teng ravishda ijtimoiylashgan elektron juftlikka egalik qiladi, bunday bog'lanish qutbsiz kovalent deb ataladi. rishta. Agar atomlar har xil bo'lsa, sotsializatsiyalangan elektron juftligiga egalik darajasi atomlarning elektr manfiyligidagi farq bilan belgilanadi, ko'proq elektronegativlikka ega bo'lgan atomda ko'proq bog'lanish elektronlari mavjud va shuning uchun uning haqiqiy zaryad manfiy belgiga ega bo'lsa, elektron manfiyligi pastroq bo'lgan atom mos ravishda bir xil zaryad oladi, lekin ijobiy belgiga ega.

Sigma (s)-, pi (p)-bog'lar - organik birikmalar molekulalaridagi kovalent bog'lanish turlarining taxminiy tavsifi, s-bog' elektron bulutining zichligi bog'lovchi o'q bo'ylab maksimal bo'lishi bilan tavsiflanadi. atomlarning yadrolari. p-bog' hosil bo'lganda, elektron bulutlarning lateral qoplamasi deb ataladigan narsa sodir bo'ladi va elektron bulutning zichligi s-bog' tekisligidan maksimal "yuqorida" va "pastda" bo'ladi. Masalan, etilen, asetilen va benzolni oling.

Etilen C 2 H 4 molekulasida CH 2 \u003d CH 2 qo'sh bog'lanish mavjud, uning elektron formulasi: H: C:: C: H. Barcha etilen atomlarining yadrolari bir tekislikda joylashgan. Har bir uglerod atomining uchta elektron buluti bir xil tekislikdagi boshqa atomlar bilan uchta kovalent bog'lanish hosil qiladi (ular orasidagi burchaklar taxminan 120 °). Uglerod atomining to?rtinchi valentlik elektronining buluti molekula tekisligidan yuqorida va pastda joylashgan. Ikkala uglerod atomining bunday elektron bulutlari molekula tekisligining tepasida va ostida qisman bir-biriga yopishib, uglerod atomlari o'rtasida ikkinchi bog'lanish hosil qiladi. Uglerod atomlari orasidagi birinchi, kuchliroq kovalent bog'lanish s-bog' deb ataladi; ikkinchi, kamroq kuchli kovalent bog'lanish p-bog' deb ataladi.

Chiziqli asetilen molekulasida

H-S?S-N (N: S::: S: N)

uglerod va vodorod atomlari o'rtasida s-bog'lar, ikkita uglerod atomlari orasida bitta s-bog' va bir xil uglerod atomlari orasida ikkita p-bog' mavjud. Ikki p-bog' s-bog'ning ta'sir doirasi ustida ikkita o'zaro perpendikulyar tekislikda joylashgan.

C 6 H 6 siklik benzol molekulasining barcha oltita uglerod atomlari bir xil tekislikda yotadi. s-bog'lar halqa tekisligidagi uglerod atomlari o'rtasida harakat qiladi; vodorod atomlari bilan har bir uglerod atomi uchun bir xil bog'lanishlar mavjud. Har bir uglerod atomi bu bog'lanishlarni amalga oshirish uchun uchta elektron sarflaydi. Sakkizlik shaklga ega bo'lgan uglerod atomlarining to'rtinchi valentlik elektronlarining bulutlari benzol molekulasi tekisligiga perpendikulyar joylashgan. Bunday bulutlarning har biri qo‘shni uglerod atomlarining elektron bulutlari bilan teng ravishda ustma-ust tushadi. Benzol molekulasida uchta alohida p-bog'lar emas, balki barcha uglerod atomlari uchun umumiy bo'lgan olti elektrondan iborat yagona p-elektron tizimi hosil bo'ladi. Benzol molekulasidagi uglerod atomlari orasidagi bog'lanishlar aynan bir xil.

Kovalent bog'lanish elektronlarning sotsializatsiyasi (umumiy elektron juftlarning shakllanishi bilan) natijasida hosil bo'ladi, bu elektron bulutlarning bir-biriga yopishishi paytida yuzaga keladi. Ikki atomning elektron bulutlari kovalent bog'lanish hosil bo'lishida ishtirok etadi. Kovalent bog'lanishning ikkita asosiy turi mavjud:

• Xuddi shu kimyoviy elementning metall bo'lmagan atomlari o'rtasida kovalent qutbsiz bog'lanish hosil bo'ladi. Oddiy moddalar bunday bog'lanishga ega, masalan, O 2; N 2 ; C 12.
• Kovalent qutbli bog'lanish turli metall bo'lmaganlar atomlari o'rtasida hosil bo'ladi.

Shuningdek qarang

Adabiyot

• "Kimyoviy ensiklopedik lug'at", M., "Sovet ensiklopediyasi", 1983, 264-bet.

Wikimedia fondi. 2010 yil.

• Katta politexnika entsiklopediyasi

KIMYOVIY BOG'A Atomlarning molekulalarni hosil qilish uchun birlashishi mexanizmi. Qarama-qarshi zaryadlarni jalb qilish yoki elektronlar almashinuvi orqali barqaror konfiguratsiyalarni shakllantirishga asoslangan bunday bog'lanishning bir nechta turlari mavjud. ... ... Ilmiy-texnik entsiklopedik lug'at

kimyoviy bog'lanish- KIMYOVIY BOG', atomlarning molekula va kristallarga ulanishini keltirib chiqaradigan o'zaro ta'sir. Kimyoviy bog'lanish hosil bo'lishida ta'sir qiluvchi kuchlar asosan elektr tabiatiga ega. Kimyoviy bog'lanishning shakllanishi qayta tashkil etish bilan birga keladi ... ... Illustrated entsiklopedik lug'at

Molekulalar va kristallarning shakllanishiga olib keladigan atomlarning o'zaro tortishishi. Molekulada yoki qo'shni atomlar orasidagi kristallda ch borligini aytish odatiy holdir. Atomning valentligi (quyida batafsilroq muhokama qilinadi) aloqalar sonini ko'rsatadi ... Buyuk Sovet Entsiklopediyasi

kimyoviy bog'lanish- molekulalar va kristallar hosil bo'lishiga olib keladigan atomlarning o'zaro tortishishi. Atomning valentligi ma'lum bir atom tomonidan qo'shnilar bilan hosil bo'lgan bog'lanishlar sonini ko'rsatadi. "Kimyoviy tuzilish" atamasi akademik A. M. Butlerov tomonidan ... ... yilda kiritilgan. Metallurgiya ensiklopedik lug'ati

Ion bog'lanish - bu elektron manfiyligi katta farqli atomlar o'rtasida hosil bo'lgan kuchli kimyoviy bog'lanish bo'lib, bunda umumiy elektronlar juftligi to'liq elektronegativligi katta bo'lgan atomga o'tadi. Misol CsF birikmasi ... Vikipediya

Kimyoviy bog'lanish - elektron bulutlar, bog'lovchi zarrachalarning bir-birining ustiga chiqishi tufayli atomlarning o'zaro ta'siri hodisasi, bu tizimning umumiy energiyasining pasayishi bilan birga keladi. "Kimyoviy tuzilish" atamasi birinchi marta 1861 yilda A. M. Butlerov tomonidan kiritilgan ... ... Vikipediya

Ko'pgina elementlarning atomlari alohida mavjud emas, chunki ular bir-biri bilan o'zaro ta'sir qilishi mumkin. Ushbu o'zaro ta'sirda yanada murakkab zarralar hosil bo'ladi.

Kimyoviy bog'lanishning tabiati elektr zaryadlari orasidagi o'zaro ta'sir kuchlari bo'lgan elektrostatik kuchlarning ta'siridir. Elektronlar va atom yadrolari shunday zaryadlarga ega.

Tashqi elektron darajalarda joylashgan elektronlar (valent elektronlar) yadrodan eng uzoqda bo'lib, u bilan eng zaif ta'sir qiladi va shuning uchun yadrodan ajralib chiqishga qodir. Ular atomlarning bir-biri bilan bog'lanishi uchun javobgardir.

Kimyodagi o'zaro ta'sir turlari

Kimyoviy bog'lanish turlarini quyidagi jadvalda ko'rsatish mumkin:

Ion bog'lanish xususiyati

tufayli hosil bo'lgan kimyoviy o'zaro ta'sir ionlarni jalb qilish har xil zaryadga ega bo'lish ion deb ataladi. Bu, agar bog'langan atomlar elektr manfiyligi (ya'ni elektronlarni jalb qilish qobiliyati) bo'yicha sezilarli farqga ega bo'lsa va elektron jufti ko'proq elektronegativ elementga o'tsa sodir bo'ladi. Elektronlarning bir atomdan ikkinchisiga bunday o'tish natijasi zaryadlangan zarrachalar - ionlarning hosil bo'lishidir. Ularning orasida diqqatga sazovor joy bor.

eng past elektromanfiylikka ega tipik metallar, va eng kattasi tipik metall bo'lmaganlardir. Shunday qilib, ionlar tipik metallar va tipik metall bo'lmaganlar o'rtasidagi o'zaro ta'sir natijasida hosil bo'ladi.

Metall atomlari musbat zaryadlangan ionlarga (kationlarga) aylanadi, elektronlarni tashqi elektron darajalarga beradi, metall bo'lmaganlar esa elektronlarni qabul qiladi va shu bilan atomlarga aylanadi. manfiy zaryadlangan ionlar (anionlar).

Atomlar o'zlarining elektron konfiguratsiyasini yakunlab, yanada barqaror energiya holatiga o'tadilar.

Ion aloqasi yo'nalishsiz va to'yingan emas, chunki elektrostatik o'zaro ta'sir barcha yo'nalishlarda sodir bo'ladi, mos ravishda ion barcha yo'nalishlarda qarama-qarshi belgining ionlarini jalb qilishi mumkin.

Ionlarning joylashishi shundayki, har birining atrofida ma'lum miqdordagi qarama-qarshi zaryadlangan ionlar joylashgan. Ion birikmalari uchun "molekula" tushunchasi mantiqqa to'g'ri kelmaydi.

Ta'limga misollar

Natriy xloridda (nacl) bog'ning paydo bo'lishi elektronning Na atomidan Cl atomiga mos keladigan ionlarning hosil bo'lishi bilan bog'liq:

Na 0 - 1 e \u003d Na + (kation)

Cl 0 + 1 e \u003d Cl - (anion)

Natriy xloridda natriy kationlari atrofida oltita xlorid anioni va har bir xlorid ioni atrofida oltita natriy ioni mavjud.

Bariy sulfididagi atomlar o'rtasida o'zaro ta'sir paydo bo'lganda, quyidagi jarayonlar sodir bo'ladi:

Ba 0 - 2 e \u003d Ba 2+

S 0 + 2 e \u003d S 2-

Ba o'zining ikkita elektronini oltingugurtga beradi, natijada oltingugurt anionlari S 2- va bariy kationlari Ba 2+ hosil bo'ladi.

metall kimyoviy bog'lanish

Metalllarning tashqi energiya sathlaridagi elektronlar soni kam, ular yadrodan osongina ajralib chiqadi. Ushbu ajralish natijasida metall ionlari va erkin elektronlar hosil bo'ladi. Bu elektronlar "elektron gaz" deb ataladi. Elektronlar metall hajmi bo'ylab erkin harakatlanadi va doimo bog'langan va atomlardan ajralib turadi.

Metall moddaning tuzilishi quyidagicha: kristall panjara moddaning asosini tashkil etadi va elektronlar uning tugunlari orasida erkin harakatlanishi mumkin.

Quyidagi misollarni keltirish mumkin:

Mg - 2e<->Mg2+

Cs-e<->Cs +

Ca-2e<->Ca2+

Fe-3e<->Fe3+

Kovalent: qutbli va qutbsiz

Kimyoviy o'zaro ta'sirning eng keng tarqalgan turi kovalent bog'lanishdir. O'zaro ta'sir qiluvchi elementlarning elektromanfiylik qiymatlari keskin farq qilmaydi, shuning uchun umumiy elektron juftining ko'proq elektronegativ atomga siljishi sodir bo'ladi.

Kovalent o'zaro ta'sir almashinuv mexanizmi yoki donor-akseptor mexanizmi orqali shakllanishi mumkin.

Agar atomlarning har biri tashqi elektron sathlarda juftlashtirilmagan elektronlarga ega bo'lsa va atom orbitallarining bir-birining ustiga chiqishi ikkala atomga tegishli bo'lgan elektron juftlarining paydo bo'lishiga olib keladigan bo'lsa, almashinuv mexanizmi amalga oshiriladi. Atomlardan birining tashqi elektron sathida bir juft elektron, ikkinchisi esa erkin orbitalga ega bo'lsa, atom orbitallari bir-biriga yopishganda, elektron jufti ijtimoiylashadi va o'zaro ta'sir donor-akseptor mexanizmiga muvofiq sodir bo'ladi.

Kovalent ko'pligi bo'yicha quyidagilarga bo'linadi:

• oddiy yoki bitta;
• ikki barobar;
• uchlik.

Ikki juftlik bir vaqtning o'zida ikki juft elektronning sotsializatsiyasini ta'minlaydi va uchlik - uchta.

Bog'langan atomlar orasidagi elektron zichligi (qutblilik) taqsimotiga ko'ra, kovalent bog'lanish quyidagilarga bo'linadi:

• qutbsiz;
• qutbli.

Qutbsiz bog'lanish bir xil atomlar tomonidan, qutbli bog'lanish esa turli xil elektronegativlik bilan hosil bo'ladi.

Elektromanfiyligi o'xshash atomlarning o'zaro ta'siri qutbsiz bog'lanish deb ataladi. Bunday molekuladagi elektronlarning umumiy juftligi atomlarning hech biriga tortilmaydi, lekin ikkalasiga teng tegishlidir.

Elektromanfiyligi bilan farq qiluvchi elementlarning o'zaro ta'siri qutbli bog'lanishlarning paydo bo'lishiga olib keladi. Ushbu turdagi o'zaro ta'sirga ega bo'lgan umumiy elektron juftlari ko'proq elektronegativ element tomonidan tortiladi, lekin unga to'liq o'tmaydi (ya'ni ionlarning hosil bo'lishi sodir bo'lmaydi). Elektron zichligining bunday o'zgarishi natijasida atomlarda qisman zaryadlar paydo bo'ladi: ko'proq elektron manfiy zaryad, manfiy zaryad va kamroq elektron manfiy zaryad.

Kovalentlikning xossalari va xususiyatlari

Kovalent bog'lanishning asosiy xususiyatlari:

• Uzunlik o'zaro ta'sir qiluvchi atomlarning yadrolari orasidagi masofa bilan belgilanadi.
• Polarlik elektron bulutning atomlardan biriga siljishi bilan aniqlanadi.
• Orientatsiya - ma'lum geometrik shakllarga ega bo'lgan kosmosga yo'naltirilgan aloqalarni va shunga mos ravishda molekulalarni hosil qilish xususiyati.
• To'yinganlik cheklangan miqdordagi bog'lanishlarni shakllantirish qobiliyati bilan belgilanadi.
• Polarizatsiya tashqi elektr maydoni ta'sirida polaritni o'zgartirish qobiliyati bilan belgilanadi.
• Bog'lanishni buzish uchun zarur bo'lgan energiya, bu uning kuchini belgilaydi.

Vodorod (H2), xlor (Cl2), kislorod (O2), azot (N2) va boshqa ko'plab molekulalar kovalent qutbsiz o'zaro ta'sirga misol bo'la oladi.

H + H -> H-H molekulasi bitta qutbsiz aloqaga ega,

O: + :O -> O=O molekulasi ikki qutbsiz,

?: + ?: -> N?N molekula uch qutbsizga ega.

Karbonat angidrid (CO2) va uglerod oksidi (CO) gazi, vodorod sulfidi (H2S), xlorid kislota (HCL), suv (H2O), metan (CH4), oltingugurt oksidi (SO2) va boshqa ko'plab molekulalarni misol qilib keltirish mumkin. kimyoviy elementlarning kovalent bog'lanishi.

CO2 molekulasida uglerod va kislorod atomlari o'rtasidagi munosabatlar kovalent qutbga ega, chunki ko'proq elektronegativ vodorod elektron zichligini o'ziga tortadi. Kislorod tashqi darajadagi ikkita juftlashtirilmagan elektronga ega, uglerod esa o'zaro ta'sirni hosil qilish uchun to'rtta valentlik elektronini berishi mumkin. Natijada qo'sh bog'lar hosil bo'ladi va molekula quyidagicha ko'rinadi: O=C=O.

Muayyan molekuladagi bog'lanish turini aniqlash uchun uni tashkil etuvchi atomlarni ko'rib chiqish kifoya. Oddiy moddalar metallar metall, nometalllari bo'lgan metallar ion, oddiy metallar kovalent qutbsiz, kovalent qutbli bog'lanish orqali turli xil metall bo'lmagan moddalar hosil bo'ladi.

Kimyoviy moddalarning kimyoviy elementlarning alohida, bir-biriga bog'liq bo'lmagan atomlaridan iborat bo'lishi juda kam uchraydi. Oddiy sharoitlarda bunday tuzilishga ega bo'lgan juda oz miqdordagi gazlar asil gazlar: geliy, neon, argon, kripton, ksenon va radon. Ko'pincha kimyoviy moddalar turli xil atomlardan emas, balki ularning turli guruhlardagi birikmalaridan iborat. Atomlarning bunday birikmalari bir necha birliklarni, yuzlab, minglab va hatto undan ko'p atomlarni o'z ichiga olishi mumkin. Bu atomlarni shunday guruhlarda ushlab turuvchi kuch deyiladi kimyoviy bog'lanish.

Boshqacha qilib aytganda, kimyoviy bog'lanish - bu alohida atomlarning yanada murakkab tuzilmalarga (molekulalar, ionlar, radikallar, kristallar va boshqalar) bog'lanishini ta'minlaydigan o'zaro ta'sir, deyishimiz mumkin.

Kimyoviy bog'lanishning paydo bo'lishining sababi shundaki, murakkabroq tuzilmalarning energiyasi uni hosil qiluvchi alohida atomlarning umumiy energiyasidan kamroq.

Shunday qilib, xususan, agar X va Y atomlarining o'zaro ta'sirida XY molekulasi hosil bo'lsa, bu ushbu modda molekulalarining ichki energiyasi u hosil bo'lgan alohida atomlarning ichki energiyasidan past ekanligini anglatadi:

E(XY)< E(X) + E(Y)

Shu sababli, alohida atomlar o'rtasida kimyoviy bog'lanishlar hosil bo'lganda, energiya ajralib chiqadi.

Kimyoviy bog'lanishlar hosil bo'lishida yadro bilan eng past bog'lanish energiyasiga ega bo'lgan tashqi elektron qatlam elektronlari deyiladi. valentlik. Masalan, borda bu 2-energiya darajasidagi elektronlar - 2 ga 2 ta elektron s- orbitallar va 1 ga 2 p-orbitallar:

Kimyoviy bog'lanish hosil bo'lganda, har bir atom olijanob gaz atomlarining elektron konfiguratsiyasini olishga intiladi, ya'ni. shunday qilib, uning tashqi elektron qatlamida 8 ta elektron (birinchi davr elementlari uchun 2) bo'ladi. Bu hodisa oktet qoidasi deb ataladi.

Agar dastlab bitta atomlar o'zlarining valentlik elektronlarining bir qismini boshqa atomlar bilan bo'lishsa, atomlar asil gazning elektron konfiguratsiyasiga erishishi mumkin. Bunday holda umumiy elektron juftliklar hosil bo'ladi.

Elektronlarning sotsializatsiya darajasiga qarab, kovalent, ion va metall bog'lanishlarni ajratish mumkin.

kovalent bog'lanish

Kovalent bog'lanish ko'pincha metall bo'lmagan elementlarning atomlari o'rtasida sodir bo'ladi. Agar kovalent bog' hosil qiluvchi nometallarning atomlari turli kimyoviy elementlarga tegishli bo'lsa, bunday bog'lanish kovalent qutbli bog'lanish deyiladi. Bu nomning sababi shundaki, turli elementlarning atomlari ham o'zlariga umumiy elektron juftlikni jalb qilish qobiliyatiga ega. Shubhasiz, bu umumiy elektron juftining atomlardan biriga siljishiga olib keladi, buning natijasida unda qisman manfiy zaryad hosil bo'ladi. O'z navbatida, boshqa atomda qisman musbat zaryad hosil bo'ladi. Masalan, vodorod xlorid molekulasida elektron juftligi vodorod atomidan xlor atomiga siljiydi:

Kovalent qutbli aloqaga ega bo'lgan moddalarga misollar:

SCl 4, H 2 S, CO 2, NH 3, SiO 2 va boshqalar.

Xuddi shu kimyoviy elementning metall bo'lmagan atomlari o'rtasida kovalent qutbsiz bog'lanish hosil bo'ladi. Atomlar bir xil bo'lgani uchun ularning umumiy elektronlarni tortib olish qobiliyati bir xil. Shu munosabat bilan elektron juftining siljishi kuzatilmaydi:

Ikkala atom ham umumiy elektron juftlarini hosil qilish uchun elektronlarni ta'minlaganida, kovalent bog'lanishning yuqoridagi mexanizmi almashinuv deb ataladi.

Donor-akseptor mexanizmi ham mavjud.

Kovalent bog'lanish donor-akseptor mexanizmi orqali hosil bo'lganda, bitta atomning to'ldirilgan orbitali (ikkita elektronli) va boshqa atomning bo'sh orbitali hisobiga umumiy elektron juftlik hosil bo'ladi. Bo'linmagan elektron juftligini ta'minlovchi atom donor, erkin orbitalga ega bo'lgan atom esa qabul qiluvchi deyiladi. Elektron juftlarining donorlari juft elektronlarga ega bo'lgan atomlardir, masalan, N, O, P, S.

Masalan, donor-akseptor mexanizmiga ko'ra to'rtinchi N-H kovalent bog'lanish ammoniy kationi NH 4+ da hosil bo'ladi:

Kovalent aloqalar qutblanishdan tashqari energiya bilan ham tavsiflanadi. Bog'lanish energiyasi atomlar orasidagi bog'lanishni buzish uchun zarur bo'lgan minimal energiyadir.

Bog'lanish energiyasi bog'langan atomlarning radiuslari ortishi bilan kamayadi. Atom radiuslari kichik guruhlarga qarab ortib borishini bilganimiz uchun, masalan, galogen-vodorod aloqasining mustahkamligi ketma-ketlikda ortadi, degan xulosaga kelishimiz mumkin:

Salom< HBr < HCl < HF

Shuningdek, bog'lanish energiyasi uning ko'pligiga bog'liq - bog'lanishning ko'pligi qanchalik katta bo'lsa, uning energiyasi shunchalik katta bo'ladi. Bog'larning ko'pligi - bu ikki atom orasidagi umumiy elektron juftlar soni.

Ion aloqasi

Ion bog'lanishni kovalent qutbli bog'lanishning cheklovchi holati deb hisoblash mumkin. Agar kovalent-qutbli bog'lanishda umumiy elektron juftligi qisman juft atomlardan biriga siljigan bo'lsa, ionda u deyarli to'liq atomlardan biriga "beriladi". Elektron (lar)ni bergan atom musbat zaryad oladi va bo'ladi kation, va undan elektron olgan atom manfiy zaryad oladi va bo'ladi anion.

Shunday qilib, ion bog'lanish anionlarga kationlarning elektrostatik tortilishi natijasida hosil bo'lgan bog'lanishdir.

Ushbu turdagi bog'lanishning shakllanishi tipik metallar va tipik nometallar atomlarining o'zaro ta'siriga xosdir.

Masalan, kaliy ftorid. Neytral atomdan bitta elektronning ajralishi natijasida kaliy kationi olinadi va ftor atomiga bitta elektron biriktirilishi natijasida ftor ioni hosil bo'ladi:

Olingan ionlar o'rtasida elektrostatik tortishish kuchi paydo bo'ladi, buning natijasida ionli birikma hosil bo'ladi.

Kimyoviy bog'lanish hosil bo'lishi jarayonida natriy atomidan elektronlar xlor atomiga o'tadi va tashqi energiya darajasi tugallangan qarama-qarshi zaryadlangan ionlar hosil bo'ladi.

Aniqlanishicha, elektronlar metall atomidan to?liq ajralmaydi, faqat kovalent bog?lanishdagidek xlor atomi tomon siljiydi.

Metall atomlarini o'z ichiga olgan ko'pgina ikkilik birikmalar iondir. Masalan, oksidlar, galogenidlar, sulfidlar, nitridlar.

Ion bog'lanish oddiy kationlar va oddiy anionlar (F -, Cl -, S 2-), shuningdek oddiy kationlar va murakkab anionlar (NO 3 -, SO 4 2-, PO 4 3-, OH -) o'rtasida ham sodir bo'ladi. . Demak, ionli birikmalarga tuzlar va asoslar (Na 2 SO 4, Cu (NO 3) 2, (NH 4) 2 SO 4), Ca (OH) 2, NaOH) kiradi.

metall aloqa

Ushbu turdagi bog'lanish metallarda hosil bo'ladi.

Barcha metallarning atomlari tashqi elektron qatlamida atom yadrosi bilan past bog'lanish energiyasiga ega bo'lgan elektronlarga ega. Ko'pgina metallar uchun tashqi elektronlarning yo'qolishi energetik jihatdan qulaydir.

Yadro bilan bunday zaif o'zaro ta'sirni hisobga olgan holda, metallardagi bu elektronlar juda harakatchan va har bir metall kristalida quyidagi jarayon doimiy ravishda sodir bo'ladi:

M 0 - ne - \u003d M n +,

bu erda M 0 neytral metall atomi va bir xil metallning M n + kationidir. Quyidagi rasmda davom etayotgan jarayonlarning tasviri ko'rsatilgan.

Ya'ni, elektronlar metall kristall bo'ylab "shoshilib", bir metall atomidan ajralib, undan kation hosil qiladi, boshqa kationga qo'shilib, neytral atom hosil qiladi. Ushbu hodisa "elektron shamol" deb nomlangan va metall bo'lmagan atom kristalidagi erkin elektronlar to'plami "elektron gaz" deb nomlangan. Metall atomlari orasidagi bunday o'zaro ta'sirga metall bog'lanish deyiladi.

vodorod aloqasi

Agar biron-bir moddadagi vodorod atomi yuqori elektromanfiylik (azot, kislorod yoki ftor) bo'lgan element bilan bog'langan bo'lsa, bunday modda vodorod aloqasi kabi hodisa bilan tavsiflanadi.

Vodorod atomi elektron manfiy atom bilan bog'langanligi sababli vodorod atomida qisman musbat zaryad, elektron manfiy atomda qisman manfiy zaryad hosil bo'ladi. Shu munosabat bilan, bir molekulaning qisman musbat zaryadlangan vodorod atomi va boshqasining elektronegativ atomi o'rtasida elektrostatik tortishish mumkin bo'ladi. Masalan, suv molekulalari uchun vodorod bog'lanishi kuzatiladi:

Bu suvning g'ayritabiiy darajada yuqori erish nuqtasini tushuntiradigan vodorod aloqasi. Suvdan tashqari ftor vodorod, ammiak, kislorodli kislotalar, fenollar, spirtlar, aminlar kabi moddalarda ham kuchli vodorod bog'lari hosil bo'ladi.