Тема 2. Химическая связь и строение веществ

Природа химической связи

Лишь некоторые химические элементы (благородные газы) в обычных условиях находятся в состоянии одноатомного газа. Атомы других элементов, наоборот, в индивидуальном виде не существуют, а входят в состав молекул или кристаллических решеток, образованных совокупностью атомов. Следовательно, существует причина, по которой атомы связываются друг с другом. Этой причиной является химический связь, который обусловлен тем, что между атомами действуют определенные электростатические силы, способные удерживать атомы друг около друга. Доказано, что в образовании химической связи между атомами главная роль принадлежит валентным электронам (электронам внешнего уровня, которые слабее всего связаны с ядром).

Согласно теорией химической связи наибольшую прочность имеют внешние оболочки, которые состоят из двух или восьми электронов. Благородные газы имеют именно такие электронные оболочки. Это и является причиной того, что благородные газы при обычных условиях не вступают в химические реакции с другими элементами. Атомы, которые имеют на внешнем уровне менее восьми (или двух) электронов, пытаются приобрести структуры благородных газов. Поэтому при образовании молекулы в ходе химической реакции атомы пытаются приобрести стойку восьмиелектронну или двохелектронну оболочку. Таким образом, химические связи образуются благодаря смещению или переносу электронов от одного атома к другому.

Например, простейший атом - атом Водорода содержит всего один электрон, находящийся на первом энергетическом уровне. До образования устойчивой конфигурации не хватает одного электрона. При сближении двух атомов Водорода ядро одного из них притягивает электроны другого атома и наоборот. Между атомами возникает взаимодействие, и расстояние между ними уменьшается до тех пор, пока взаимное притяжение не успокоится отталкиванием ядер.

Образование устойчивой электронной конфигурации может происходить несколькими способами и приводит к образованию молекулярных или немолекулярних соединений различного строения. Вследствие этого различают ковалентная и ионная типы химической связи. Кроме этих, существуют и другие типы химической связи: металлическая и водородная (міжмолекулярний).