Հայտնի է, որ ութ արտաքին էլեկտրոն պարունակող էլեկտրոնային թաղանթներ, որոնցից երկուսը գտնվում են վրա s-ուղեծրեր, իսկ վեցը՝ վրա Ռ-օրբիտալներ, ունեն ավելացել է կայունությունը:Նրանք համընկնում են իներտ գազեր : նեոն, արգոն, կրիպտոն, քսենոն, ռադոն (գտեք դրանք պարբերական աղյուսակում): Հելիումի ատոմը, որը պարունակում է ընդամենը երկու էլեկտրոն, էլ ավելի կայուն է։ Բոլոր մյուս տարրերի ատոմները հակված են իրենց էլեկտրոնային կոնֆիգուրացիան ավելի մոտեցնել մոտակա իներտ գազի էլեկտրոնային կազմաձևին: Դա կարելի է անել երկու եղանակով` նվիրաբերելով կամ ավելացնելով էլեկտրոններ արտաքին մակարդակից:

Նատրիումի ատոմի համար, որն ունի միայն մեկ չզույգված էլեկտրոն, ավելի ձեռնտու է հրաժարվել դրանից, դրանով իսկ ատոմը ստանում է լիցք (դառնում է իոն) և ստանում է իներտ գազի նեոնի էլեկտրոնային կոնֆիգուրացիան։

Քլորի ատոմին միայն մեկ էլեկտրոն է պակաս մոտակա իներտ գազի կոնֆիգուրացիայից, ուստի այն հակված է ձեռք բերել էլեկտրոն:

Յուրաքանչյուր տարր, մեծ կամ փոքր չափով, ունի էլեկտրոններ ներգրավելու ունակություն, ինչը թվայինորեն բնութագրվում է արժեքով. էլեկտրաբացասականություն. Համապատասխանաբար, որքան մեծ է տարրի էլեկտրաբացասականությունը, այնքան այն ավելի ուժեղ է ձգում էլեկտրոններին և ավելի ցայտուն է նրա օքսիդացնող հատկությունները։

Կայուն էլեկտրոնային թաղանթ ձեռք բերելու ատոմների ցանկությունը բացատրում է մոլեկուլների առաջացման պատճառը։

Սահմանում

Քիմիական կապ- սա ատոմների փոխազդեցությունն է, որը որոշում է քիմիական մոլեկուլի կամ բյուրեղի կայունությունը որպես ամբողջություն:

ՔԻՄԻԱԿԱՆ ԿԱՊԵՐԻ ՏԵՍԱԿՆԵՐԸ

Քիմիական կապերի 4 հիմնական տեսակ կա.

Դիտարկենք նույն էլեկտրաբացասական արժեքներով երկու ատոմների փոխազդեցությունը, օրինակ՝ քլորի երկու ատոմները: Նրանցից յուրաքանչյուրն ունի յոթ վալենտային էլեկտրոն։ Նրանք մեկ էլեկտրոնով պակաս են մոտակա իներտ գազի էլեկտրոնային կոնֆիգուրացիայից:

Երկու ատոմների միացումը որոշակի հեռավորության վրա հանգեցնում է ընդհանուր էլեկտրոնային զույգի ձևավորմանը, որը միաժամանակ պատկանում է երկու ատոմներին: Այս ընդհանուր զույգը ներկայացնում է քիմիական կապ: Նույնը տեղի է ունենում ջրածնի մոլեկուլի դեպքում։ Ջրածինը ունի միայն մեկ չզույգված էլեկտրոն և մեկ էլեկտրոն պակաս է մոտակա իներտ գազի (հելիումի) կոնֆիգուրացիայից: Այսպիսով, երբ ջրածնի երկու ատոմները մոտենում են միմյանց, նրանք կազմում են մեկ ընդհանուր էլեկտրոնային զույգ։

Սահմանում

Ոչ մետաղների ատոմների միջև կապը, որն առաջանում է, երբ էլեկտրոնները փոխազդում են՝ ձևավորելով ընդհանուր էլեկտրոնային զույգեր, կոչվում է. կովալենտ.

Եթե ​​փոխազդող ատոմներն ունեն էլեկտրաբացասականության հավասար արժեքներ, ապա ընդհանուր էլեկտրոնային զույգը հավասարապես պատկանում է երկու ատոմներին, այսինքն՝ գտնվում է հավասար հեռավորություներկու ատոմներից: Այս կովալենտային կապը կոչվում է ոչ բևեռային.

Սահմանում

Կովալենտային ոչ բևեռային կապ- քիմիական կապ ոչ մետաղների ատոմների միջև, որոնք ունեն էլեկտրաբացասականության հավասար կամ համանման արժեքներ. Այս դեպքում ընդհանուր էլեկտրոնային զույգը հավասարապես պատկանում է երկու ատոմներին, և էլեկտրոնային խտության ոչ մի տեղաշարժ չի նկատվում։

Կովալենտային ոչ բևեռային կապերն առաջանում են պարզ ոչ մետաղական նյութերում՝ $\mathrm(O)_2, \mathrm(N)_2, \mathrm(Cl)_2, \mathrm(P)_4, \mathrm(O)_3$: Երբ փոխազդում են ատոմները, որոնք ունեն տարբեր իմաստներէլեկտրաբացասականություն, ինչպիսիք են ջրածինը և քլորը, ընդհանուր էլեկտրոնային զույգը տեղափոխվում է դեպի ավելի բարձր էլեկտրաբացասականություն ունեցող ատոմ, այսինքն՝ դեպի քլոր: Քլորի ատոմը ստանում է մասնակի բացասական լիցք, իսկ ջրածնի ատոմը՝ մասնակի դրական լիցք։ Սա բևեռային կովալենտային կապի օրինակ է:

Սահմանում

Տարբեր էլեկտրաբացասականություն ունեցող ոչ մետաղական տարրերից առաջացած կապը կոչվում է կովալենտ բևեռ.Այս դեպքում էլեկտրոնի խտությունը տեղափոխվում է ավելի էլեկտրաբացասական տարր:

Այն մոլեկուլը, որում առանձնացված են դրական և բացասական լիցքերի կենտրոնները, կոչվում է դիպոլ. Բևեռային կապը տեղի է ունենում տարբեր, բայց ոչ շատ տարբեր էլեկտրաբացասականություն ունեցող ատոմների միջև, օրինակ՝ տարբեր ոչ մետաղների միջև։ Բևեռային կովալենտային կապերով միացությունների օրինակներ են ոչ մետաղների միացությունները միմյանց հետ, ինչպես նաև $(\mathrm(NO)_3–, \mathrm(CH)_3\mathrm(COO)–)$ պարունակող ոչ մետաղների ատոմներ պարունակող տարբեր իոններ։ Օրգանական նյութերի մեջ հատկապես շատ են կովալենտ բևեռային միացությունները։

Եթե ​​տարրերի էլեկտրաբացասականության տարբերությունը մեծ է, տեղի կունենա ոչ միայն էլեկտրոնի խտության տեղաշարժ, այլ էլեկտրոնի ամբողջական փոխանցում մի ատոմից մյուսը: Դիտարկենք սա՝ օգտագործելով NaF նատրիումի ֆտորիդի օրինակը: Ինչպես տեսանք ավելի վաղ, նատրիումի ատոմը ցանկանում է հրաժարվել մեկ էլեկտրոնից, իսկ ֆտորի ատոմը պատրաստ է ընդունել այն: Դա հեշտությամբ կատարվում է նրանց փոխազդեցության ժամանակ, որն ուղեկցվում է էլեկտրոնի փոխանցումով։

Այս դեպքում նատրիումի ատոմն ամբողջությամբ փոխանցում է իր էլեկտրոնը ֆտորի ատոմին՝ նատրիումը կորցնում է էլեկտրոնը և դառնում դրական լիցքավորված, իսկ քլորը ստանում է էլեկտրոն և դառնում բացասական լիցքավորված։

Սահմանում

Լիցք կրող ատոմները և ատոմների խմբերը կոչվում են իոններ.

Ստացված մոլեկուլում՝ նատրիումի քլորիդ $Na^+F^-$-ում կապն իրականացվում է հակառակ լիցքավորված իոնների էլեկտրաստատիկ ձգողության շնորհիվ։ Այս կապը կոչվում է իոնային. Այն իրականացվում է տիպիկ մետաղների և ոչ մետաղների միջև, այսինքն՝ շատ տարբեր էլեկտրաբացասական արժեքներ ունեցող ատոմների միջև։

Սահմանում

Իոնային կապառաջացել է հակառակ լիցքավորված իոնների՝ կատիոնների և անիոնների միջև էլեկտրաստատիկ ձգողականության ուժերի շնորհիվ։

Կա կապի մեկ այլ տեսակ. մետաղական, բնորոշ պարզ նյութերին՝ մետաղներին։ Այն բնութագրվում է մասնակիորեն իոնացված մետաղի ատոմների և վալենտային էլեկտրոնների ներգրավմամբ՝ ձևավորելով մեկ էլեկտրոնային ամպ («էլեկտրոնային գազ»)։ Մետաղներում վալենտային էլեկտրոնները տեղաբաշխված են և միաժամանակ պատկանում են բոլոր մետաղների ատոմներին՝ ազատորեն շարժվելով բյուրեղով մեկ: Այսպիսով, կապը բազմակենտրոն է: Անցումային մետաղներում մետաղական կապն իր բնույթով մասամբ կովալենտ է, քանի որ այն լրացվում է էլեկտրոններով մասամբ լցված արտաքին շերտի d-օրբիտալների համընկնմամբ։ Մետաղները ձեւավորում են մետաղական բյուրեղյա վանդակներ: Այն մանրամասն նկարագրված է «Մետաղական կապը և դրա բնութագրերը» թեմայում։

միջմոլեկուլային փոխազդեցություններ

Ուժեղ միջմոլեկուլային փոխազդեցության օրինակ

է ջրածինըայս կապը,առաջացել է մեկ մոլեկուլի ջրածնի ատոմի և բարձր էլեկտրաբացասականություն ունեցող ատոմի միջև ($\mathrm(F)$, $\mathrm(O)$, $\mathrm(Cl)$, $\mathrm(N)$): Ջրածնային կապի օրինակ է ջրի մոլեկուլների փոխազդեցությունը $\mathrm(O)_2\mathrm(O)…\mathrm(OH)_2$, ամոնիակի և ջրի մոլեկուլների $\mathrm(H)_3\mathrm(N)… \mathrm(OH) _2$, մեթանոլ և ջուր $\mathrm(CH)_3\mathrm(OH)…\mathrm(OH)_2$, ինչպես նաև տարբեր մասերսպիտակուցների, պոլիսախարիդների, նուկլեինաթթուների մոլեկուլներ։

Միջմոլեկուլային փոխազդեցության մեկ այլ օրինակ է վան դեր Վալսի ուժերը, որոնք առաջանում են մոլեկուլների բևեռացման և դիպոլների առաջացման ժամանակ։ Նրանք միջնորդում են շերտավոր բյուրեղների ատոմների շերտերի միջև կապը (օրինակ՝ գրաֆիտի կառուցվածքը)։

Քիմիական կապի բնութագրերը

Քիմիական կապը բնութագրվում է երկարություն, էներգիա, ուղղությունԵվ հագեցվածություն(յուրաքանչյուր ատոմ ի վիճակի է ձևավորել սահմանափակ թվով կապեր): Կապի բազմակիությունը հավասար է ընդհանուր էլեկտրոնային զույգերի թվին: Մոլեկուլների ձևը որոշվում է կապի ձևավորման մեջ ներգրավված էլեկտրոնային ամպերի տեսակով, ինչպես նաև միայնակ էլեկտրոնային զույգերի առկայությամբ կամ բացակայությամբ: Այսպիսով, օրինակ, $\mathrm(CO)_2$ մոլեկուլը գծային է (չկան միայնակ էլեկտրոնային զույգեր), իսկ $\mathrm(H)_2\mathrm(O)$ և $\mathrm(SO)_2$ են. անկյունային զույգեր (կան միայնակ զույգեր): Եթե ​​փոխազդող ատոմներն ունեն էլեկտրաբացասականության շատ տարբեր արժեքներ, ընդհանուր էլեկտրոնային զույգը գրեթե ամբողջությամբ տեղափոխվում է դեպի ամենաբարձր էլեկտրաբացասականություն ունեցող ատոմները: Այսպիսով, իոնային կապը կարելի է համարել որպես բևեռային կովալենտ կապի ծայրահեղ դեպք, երբ էլեկտրոնը գրեթե ամբողջությամբ տեղափոխվում է մի ատոմից մյուսը: Իրականում ամբողջական տեղաշարժ երբեք տեղի չի ունենում, այսինքն՝ բացարձակապես իոնային նյութեր չկան։ Օրինակ, $\mathrm(NaCl)$-ում ատոմների իրական լիցքերը +0,92 և –0,92 են, ոչ թե +1 և –1:

Իոնային կապը տեղի է ունենում ոչ մետաղների և թթվային մնացորդներով բնորոշ մետաղների միացություններում, մասնավորապես մետաղների օքսիդներում ($\mathrm(CaO)$, $\mathrm(Al)_2\mathrm(O)_3$), ալկալներում ($\mathrm(NaOH) ) )$, $\mathrm(Ca(OH))_2$) և աղեր ($\mathrm(NaCl)$, $\mathrm(K)_2\mathrm(S)$, $\mathrm(K)_2\mathrm (SO)_4$, $\mathrm(NH)_4\mathrm(Cl)$, $\mathrm(CH)_3\mathrm(NH)_3^+$, $\mathrm(Cl^–)$):

քիմիական կապերի ձևավորման մեխանիզմներ

Կովալենտային քիմիական կապը, դրա տեսակները և ձևավորման մեխանիզմները: Կովալենտային կապերի բնութագրերը (բևեռականություն և կապի էներգիա): Իոնային կապ. Մետաղական միացում. Ջրածնային կապ

Քիմիական կապի ուսմունքը կազմում է ամբողջ տեսական քիմիայի հիմքը։

Քիմիական կապը հասկացվում է որպես ատոմների փոխազդեցություն, որը կապում է դրանք մոլեկուլների, իոնների, ռադիկալների և բյուրեղների մեջ:

Քիմիական կապերի չորս տեսակ կա՝ իոնային, կովալենտ, մետաղական և ջրածին։

Քիմիական կապերի բաժանումը տեսակների պայմանական է, քանի որ դրանք բոլորն էլ բնութագրվում են որոշակի միասնությամբ։

Իոնային կապը կարելի է համարել որպես բևեռային կովալենտ կապի ծայրահեղ դեպք։

Մետաղական կապը միավորում է ատոմների կովալենտային փոխազդեցությունը՝ օգտագործելով ընդհանուր էլեկտրոններ և այս էլեկտրոնների և մետաղական իոնների միջև էլեկտրաստատիկ ներգրավումը։

Նյութերին հաճախ բացակայում են քիմիական կապի (կամ մաքուր քիմիական կապի) սահմանափակող դեպքերը:

Օրինակ, լիթիումի ֆտորիդը $LiF$ դասակարգվում է որպես իոնային միացություն։ Փաստորեն, դրա կապը $80%$ իոնային է և $20%$ կովալենտ: Ուստի ավելի ճիշտ է, ակնհայտորեն, խոսել քիմիական կապի բևեռականության (իոնականության) աստիճանի մասին։

Ջրածնի հալոգենիդների շարքում $HF—HCl—HBr—HI—HAt$ կապի բևեռականության աստիճանը նվազում է, քանի որ հալոգենի և ջրածնի ատոմների էլեկտրաբացասականության արժեքների տարբերությունը նվազում է, իսկ աստատին ջրածնում կապը դառնում է գրեթե ոչ բևեռ։ $(EO(H) = 2.1; EO(At) = 2.2)$:

Միևնույն նյութերում կարելի է գտնել տարբեր տեսակի կապեր, օրինակ.

1. հիդրոքսո խմբերում թթվածնի և ջրածնի ատոմների միջև կապը բևեռային կովալենտ է, իսկ մետաղի և հիդրոքսո խմբի միջև՝ իոնային.
2. թթվածին պարունակող թթուների աղերում՝ ոչ մետաղի ատոմի և թթվային մնացորդի թթվածնի միջև՝ կովալենտ բևեռային, իսկ մետաղի և թթվային մնացորդի միջև՝ իոնային;
3. ամոնիումի, մեթիլամոնիումի աղերում և այլն՝ ազոտի և ջրածնի ատոմների միջև՝ կովալենտ բևեռային, իսկ ամոնիումի կամ մեթիլամոնիումի իոնների և թթվային մնացորդի միջև՝ իոնային;
4. մետաղների պերօքսիդներում (օրինակ՝ $Na_2O_2$), թթվածնի ատոմների միջև կապը կովալենտային ոչ բևեռ է, իսկ մետաղի և թթվածնի միջև՝ իոնային և այլն։

Տարբեր տեսակի կապերը կարող են փոխակերպվել միմյանց.

- ժամը էլեկտրոլիտիկ դիսոցացիակովալենտային միացությունների ջրի մեջ կովալենտային բևեռային կապը դառնում է իոնային.

- երբ մետաղները գոլորշիանում են, մետաղական կապը վերածվում է ոչ բևեռային կովալենտային կապի և այլն:

Քիմիական կապերի բոլոր տեսակների և տեսակների միասնության պատճառը դրանց նույնական քիմիական բնույթն է՝ էլեկտրոն-միջուկային փոխազդեցությունը։ Քիմիական կապի առաջացումը ամեն դեպքում ատոմների էլեկտրոն-միջուկային փոխազդեցության արդյունք է, որն ուղեկցվում է էներգիայի արտազատմամբ։

Կովալենտային կապի ձևավորման մեթոդներ. Կովալենտային կապի բնութագրերը՝ կապի երկարությունը և էներգիան

Կովալենտային քիմիական կապը կապ է, որը ձևավորվում է ատոմների միջև՝ ընդհանուր էլեկտրոնային զույգերի ձևավորման միջոցով։

Նման կապի ձևավորման մեխանիզմը կարող է լինել փոխանակում կամ դոնոր-ընդունող։

Ի. Փոխանակման մեխանիզմգործում է, երբ ատոմները կազմում են ընդհանուր էլեկտրոնային զույգեր՝ միացնելով չզույգված էլեկտրոնները:

1) $H_2$ - ջրածին:

Կապն առաջանում է ջրածնի ատոմների $s$-էլեկտրոնների (համընկնող $s$-օրբիտալների) կողմից ընդհանուր էլեկտրոնային զույգի ձևավորման պատճառով.

2) $HCl$ - ջրածնի քլորիդ.

Կապն առաջանում է $s-$ և $p-$էլեկտրոնների ընդհանուր էլեկտրոնային զույգի ձևավորման պատճառով (համընկնող $s-p-$օրբիտալներ).

3) $Cl_2$. քլորի մոլեկուլում կովալենտային կապ է ձևավորվում չզույգված $p-$էլեկտրոնների պատճառով (համընկնող $p-p-$օրբիտալներ).

4) $N_2$. ազոտի մոլեկուլում ատոմների միջև ձևավորվում են երեք ընդհանուր էլեկտրոնային զույգ.

II. Դոնոր-ընդունող մեխանիզմԴիտարկենք կովալենտային կապի ձևավորումը՝ օգտագործելով ամոնիումի իոնի $NH_4^+$ օրինակը։

Դոնորն ունի էլեկտրոնային զույգ, ընդունողը՝ դատարկ ուղեծիր, որը կարող է զբաղեցնել այս զույգը։ Ամոնիումի իոնում ջրածնի ատոմների հետ բոլոր չորս կապերը կովալենտ են. երեքը ձևավորվել են ազոտի ատոմի և ջրածնի ատոմների ընդհանուր էլեկտրոնային զույգերի ստեղծման շնորհիվ՝ ըստ փոխանակման մեխանիզմի, մեկը՝ դոնոր-ընդունող մեխանիզմի:

Կովալենտային կապերը կարելի է դասակարգել էլեկտրոնային ուղեծրերի համընկնման եղանակով, ինչպես նաև դրանց տեղաշարժով դեպի կապված ատոմներից մեկը։

Պարտատոմսերի գծի երկայնքով էլեկտրոնային ուղեծրերի համընկնման արդյունքում առաջացած քիմիական կապերը կոչվում են $σ$ - պարտատոմսեր (սիգմա պարտատոմսեր). Սիգմա կապը շատ ամուր է:

$p-$օրբիտալները կարող են համընկնել երկու շրջաններում՝ ձևավորելով կովալենտային կապ՝ կողային համընկնման պատճառով.

Քիմիական կապեր, որոնք ձևավորվել են հաղորդակցության գծից դուրս էլեկտրոնային ուղեծրերի «կողային» համընկնման արդյունքում, այսինքն. երկու ոլորտներում կոչվում են $π$ -պարտատոմսեր (pi-bonds).

Ըստ տեղաշարժի աստիճանըկիսում են էլեկտրոնային զույգերը ատոմներից մեկի հետ, որը նրանք կապում են, կարող է լինել կովալենտային կապ բևեռայինԵվ ոչ բևեռային.

Նույն էլեկտրաբացասականությամբ ատոմների միջև ձևավորված կովալենտ քիմիական կապը կոչվում է ոչ բևեռային.Էլեկտրոնների զույգերը չեն տեղափոխվում ատոմներից որևէ մեկին, քանի որ ատոմներն ունեն նույն EO-ն՝ այլ ատոմներից վալենտային էլեկտրոններ ներգրավելու հատկություն։ Օրինակ:

դրանք. Պարզ ոչ մետաղական նյութերի մոլեկուլները ձևավորվում են կովալենտային ոչ բևեռային կապերի միջոցով։ Կովալենտային քիմիական կապն այն տարրերի ատոմների միջև, որոնց էլեկտրաբացասականությունը տարբերվում է, կոչվում է բևեռային.

Կովալենտային կապերի երկարությունը և էներգիան:

Բնութագրական կովալենտային կապի հատկությունները- դրա երկարությունը և էներգիան: Հղման երկարությունըատոմների միջուկների միջև եղած հեռավորությունն է։ Որքան կարճ է քիմիական կապի երկարությունը, այնքան ավելի ամուր է այն: Այնուամենայնիվ, կապի ուժի չափանիշն է կապող էներգիա, որը որոշվում է կապը խզելու համար պահանջվող էներգիայի քանակով։ Այն սովորաբար չափվում է կՋ/մոլով: Այսպիսով, ըստ փորձարարական տվյալների, $H_2, Cl_2$ և $N_2$ մոլեկուլների կապի երկարությունները համապատասխանաբար կազմում են $0,074, 0,198$ և $0,109$ նմ, իսկ կապի էներգիաները՝ համապատասխանաբար $436, 242$ և $946$ կՋ/մոլ։

Իոններ. Իոնային կապ

Պատկերացնենք, որ երկու ատոմ «հանդիպում» են՝ I խմբի մետաղի ատոմը և VII խմբի ոչ մետաղի ատոմը։ Մետաղական ատոմն իր արտաքին էներգիայի մակարդակում ունի մեկ էլեկտրոն, մինչդեռ ոչ մետաղական ատոմին ընդամենը մեկ էլեկտրոն է պակասում, որպեսզի արտաքին մակարդակը ամբողջական լինի:

Առաջին ատոմը հեշտությամբ կտա երկրորդին իր էլեկտրոնը, որը հեռու է միջուկից և թույլ է կապված դրա հետ, իսկ երկրորդը կտա այն. ազատ տեղձեր դրսում էլեկտրոնային մակարդակ.

Այնուհետև ատոմը, զրկված լինելով իր բացասական լիցքերից մեկից, կդառնա դրական լիցքավորված մասնիկ, իսկ երկրորդը կվերածվի բացասական լիցքավորված մասնիկի՝ առաջացած էլեկտրոնի շնորհիվ։ Նման մասնիկները կոչվում են իոններ.

Իոնների միջև առաջացող քիմիական կապը կոչվում է իոնային:

Դիտարկենք այս կապի ձևավորումը՝ օգտագործելով նատրիումի քլորիդի հայտնի միացության օրինակը ( աղ):

Ատոմները իոնների վերածելու գործընթացը ներկայացված է գծապատկերում.

Ատոմների այս փոխակերպումը իոնների միշտ տեղի է ունենում տիպիկ մետաղների և բնորոշ ոչ մետաղների ատոմների փոխազդեցության ժամանակ։

Դիտարկենք տրամաբանության ալգորիթմը (հաջորդականությունը) իոնային կապի ձևավորումը գրանցելիս, օրինակ՝ կալցիումի և քլորի ատոմների միջև.

Այն թվերը, որոնք ցույց են տալիս ատոմների կամ մոլեկուլների թիվը, կոչվում են գործակիցները, և մոլեկուլում ատոմների կամ իոնների թիվը ցույց տվող թվերը կոչվում են ցուցանիշները։

Մետաղական միացում

Եկեք ծանոթանանք, թե ինչպես են մետաղական տարրերի ատոմները փոխազդում միմյանց հետ։ Մետաղները սովորաբար գոյություն չունեն մեկուսացված ատոմների տեսքով, այլ կտորի, ձուլակտորի կամ մետաղական արտադրանք. Ի՞նչն է մետաղի ատոմները պահում մեկ ծավալում:

Արտաքին մակարդակում մետաղների մեծ մասի ատոմները չեն պարունակում մեծ թիվէլեկտրոններ - $1, 2, 3$: Այս էլեկտրոնները հեշտությամբ հանվում են, և ատոմները դառնում են դրական իոններ: Անջատված էլեկտրոնները տեղափոխվում են մի իոնից մյուսը՝ կապելով դրանք մեկ ամբողջության մեջ։ Կապվելով իոնների հետ՝ այս էլեկտրոնները ժամանակավորապես ձևավորում են ատոմներ, այնուհետև նորից անջատվում և միանում մեկ այլ իոնի հետ և այլն։ Հետևաբար, մետաղի ծավալում ատոմները շարունակաբար վերածվում են իոնների և հակառակը։

Մետաղների կապը իոնների միջև ընդհանուր էլեկտրոնների միջոցով կոչվում է մետաղական:

Նկարը սխեմատիկորեն ցույց է տալիս նատրիումի մետաղի բեկորի կառուցվածքը:

Այս դեպքում փոքր քանակությամբ ընդհանուր էլեկտրոններ կապում են մեծ թվով իոններ և ատոմներ:

Մետաղական կապը որոշ նմանություններ ունի կովալենտային կապի հետ, քանի որ այն հիմնված է արտաքին էլեկտրոնների փոխանակման վրա: Այնուամենայնիվ, կովալենտային կապի դեպքում միայն երկու հարևան ատոմների արտաքին չզույգված էլեկտրոնները կիսվում են, մինչդեռ մետաղական կապով բոլոր ատոմները մասնակցում են այդ էլեկտրոնների կիսմանը: Այդ իսկ պատճառով կովալենտային կապով բյուրեղները փխրուն են, իսկ մետաղական կապով, որպես կանոն, ճկուն են, էլեկտրահաղորդիչ և ունեն մետաղական փայլ։

Երկուսին էլ բնորոշ է մետաղական կապը մաքուր մետաղներ, իսկ տարբեր մետաղների խառնուրդների համար՝ համաձուլվածքներ պինդ և հեղուկ վիճակում։

Ջրածնային կապ

Քիմիական կապ մեկ մոլեկուլի (կամ դրա մի մասի) դրական բևեռացված ջրածնի ատոմների և մեկ այլ մոլեկուլի միայնակ էլեկտրոնային զույգերով ($F, O, N$ և ավելի հազվադեպ $S$ և $Cl$) խիստ էլեկտրաբացասական տարրերի բացասական բևեռացված ատոմների միջև։ (կամ դրա մի մասը) կոչվում է ջրածին:

Ջրածնային կապի առաջացման մեխանիզմը մասամբ էլեկտրաստատիկ, մասամբ դոնոր-ընդունիչ բնույթ ունի։

Միջմոլեկուլային ջրածնային կապի օրինակներ.

Նման կապի առկայության դեպքում նույնիսկ ցածր մոլեկուլային նյութերը նորմալ պայմաններում կարող են լինել հեղուկներ (ալկոհոլ, ջուր) կամ հեշտությամբ հեղուկացող գազեր (ամոնիակ, ֆտորաջրածին):

Ջրածնային կապերով նյութերը ունեն մոլեկուլային բյուրեղային ցանցեր։

Մոլեկուլային և ոչ մոլեկուլային կառուցվածքի նյութեր. Բյուրեղյա ցանցի տեսակը. Նյութերի հատկությունների կախվածությունը դրանց կազմից և կառուցվածքից

Նյութերի մոլեկուլային և ոչ մոլեկուլային կառուցվածքը

Քիմիական փոխազդեցության մեջ մտնում են ոչ թե առանձին ատոմներ կամ մոլեկուլներ, այլ նյութեր։ Տվյալ պայմաններում նյութը կարող է լինել ագրեգացման երեք վիճակներից մեկում՝ պինդ, հեղուկ կամ գազային: Նյութի հատկությունները կախված են նաև այն կազմող մասնիկների՝ մոլեկուլների, ատոմների կամ իոնների միջև քիմիական կապի բնույթից։ Կախված կապի տեսակից տարբերում են մոլեկուլային և ոչ մոլեկուլային կառուցվածքի նյութերը։

Մոլեկուլներից կազմված նյութերը կոչվում են մոլեկուլային նյութեր. Նման նյութերի մոլեկուլների միջև կապերը շատ թույլ են, շատ ավելի թույլ, քան մոլեկուլի ներսում գտնվող ատոմների միջև, և նույնիսկ համեմատաբար ցածր ջերմաստիճանում դրանք կոտրվում են. նյութը վերածվում է հեղուկի, այնուհետև գազի (յոդի սուբլիմացիա): Մոլեկուլներից բաղկացած նյութերի հալման և եռման կետերը մեծանում են մոլեկուլային քաշի ավելացման հետ։

Մոլեկուլային նյութերի թվում են ատոմային կառուցվածք ունեցող նյութերը ($C, Si, Li, Na, K, Cu, Fe, W$), որոնց թվում կան մետաղներ և ոչ մետաղներ։

Եկեք դիտարկենք ֆիզիկական հատկություններալկալիական մետաղներ. Ատոմների միջև կապի համեմատաբար ցածր ուժը հանգեցնում է ցածր մակարդակի մեխանիկական ուժԱլկալիական մետաղները փափուկ են և հեշտությամբ կտրվում են դանակով:

Մեծ ատոմային չափերը հանգեցնում են ալկալային մետաղների ցածր խտության. լիթիումը, նատրիումը և կալիումը նույնիսկ ավելի թեթև են, քան ջուրը: Ալկալիական մետաղների խմբում եռման և հալման կետերը նվազում են տարրի ատոմային թվի աճով, քանի որ. Ատոմների չափերը մեծանում են, իսկ կապերը թուլանում են:

Նյութերին ոչ մոլեկուլայինկառուցվածքները ներառում են իոնային միացություններ: Ոչ մետաղների հետ մետաղների միացությունների մեծ մասն ունի այս կառուցվածքը՝ բոլոր աղերը ($NaCl, K_2SO_4$), որոշ հիդրիդներ ($LiH$) և օքսիդներ ($CaO, MgO, FeO$), հիմքեր ($NaOH, KOH$): Իոնային (ոչ մոլեկուլային) նյութերն ունեն բարձր ջերմաստիճաններհալվելը և եռալը:

Բյուրեղյա վանդակաճաղեր

Նյութը, ինչպես հայտնի է, կարող է գոյություն ունենալ երեքով ագրեգացման վիճակներԳազային, հեղուկ և պինդ:

Պինդ նյութերամորֆ և բյուրեղային:

Եկեք դիտարկենք, թե ինչպես են քիմիական կապերի բնութագրիչները ազդում պինդ մարմինների հատկությունների վրա: Պինդները բաժանվում են բյուրեղայինԵվ ամորֆ.

Ամորֆ նյութերը տաքացնելիս չունեն հստակ հալման կետ, աստիճանաբար փափկվում են և վերածվում հեղուկ վիճակի. Օրինակ՝ պլաստիլինն ու տարբեր խեժերը ամորֆ վիճակում են։

Բյուրեղային նյութերը բնութագրվում են ճիշտ գտնվելու վայրըայն մասնիկները, որոնցից դրանք բաղկացած են՝ ատոմներ, մոլեկուլներ և իոններ՝ տիեզերքի խիստ սահմանված կետերում: Երբ այս կետերը միացված են ուղիղ գծերով, ձևավորվում է տարածական շրջանակ, որը կոչվում է բյուրեղյա վանդակ: Այն կետերը, որտեղ գտնվում են բյուրեղային մասնիկները, կոչվում են վանդակավոր հանգույցներ:

Կախված բյուրեղային ցանցի հանգույցներում տեղակայված մասնիկների տեսակից և դրանց միջև կապի բնույթից՝ առանձնանում են բյուրեղային ցանցերի չորս տեսակ. իոնային, ատոմային, մոլեկուլայինԵվ մետաղական.

Իոնային բյուրեղյա վանդակներ:

Իոնականկոչվում են բյուրեղյա վանդակներ, որոնց հանգույցներում կան իոններ։ Դրանք ձևավորվում են իոնային կապերով նյութերով, որոնք կարող են կապել ինչպես պարզ իոններ $Na^(+), Cl^(-)$, այնպես էլ բարդ $SO_4^(2−), OH^-$։ Հետևաբար, աղերը և մետաղների որոշ օքսիդներ և հիդրօքսիդներ ունեն իոնային բյուրեղային ցանցեր։ Օրինակ՝ նատրիումի քլորիդի բյուրեղը բաղկացած է փոփոխվող դրական $Na^+$ և բացասական $Cl^-$ իոններից՝ ձևավորելով խորանարդաձև վանդակ։ Նման բյուրեղում իոնների միջև կապերը շատ կայուն են: Հետևաբար, իոնային ցանց ունեցող նյութերը բնութագրվում են համեմատաբար բարձր կարծրությամբ և ամրությամբ, դրանք հրակայուն են և չցնդող։

Ատոմային բյուրեղյա վանդակներ.

Ատոմայինկոչվում են բյուրեղյա վանդակներ, որոնց հանգույցներում կան առանձին ատոմներ։ Նման ցանցերում ատոմները միմյանց հետ կապված են շատ ուժեղ կովալենտային կապերով։ Այս տեսակի բյուրեղային ցանցերով նյութերի օրինակ է ադամանդը՝ ածխածնի ալոտրոպ մոդիֆիկացիաներից մեկը։

Ատոմային բյուրեղային ցանց ունեցող նյութերի մեծ մասն ունեն շատ բարձր հալման կետ (օրինակ, ադամանդի համար այն 3500°C-ից բարձր է), դրանք ամուր են և կարծր և գործնականում անլուծելի:

Մոլեկուլային բյուրեղյա ցանցեր.

Մոլեկուլայինկոչվում են բյուրեղյա ցանցեր, որոնց հանգույցներում գտնվում են մոլեկուլները։ Այս մոլեկուլների քիմիական կապերը կարող են լինել և՛ բևեռային ($HCl, H_2O$), և՛ ոչ բևեռային ($N_2, O_2$): Չնայած այն հանգամանքին, որ մոլեկուլների ներսում ատոմները կապված են շատ ուժեղ կովալենտային կապերով, ձգողականության թույլ միջմոլեկուլային ուժերը գործում են հենց մոլեկուլների միջև: Հետևաբար, մոլեկուլային բյուրեղյա վանդակավոր նյութերն ունեն ցածր կարծրություն, ցածր հալման կետ և ցնդող են։ Առավել ամուր օրգանական միացություններունեն մոլեկուլային բյուրեղյա վանդակներ (նաֆթալին, գլյուկոզա, շաքար):

Մետաղական բյուրեղյա վանդակաճաղեր։

Մետաղական կապեր ունեցող նյութերն ունեն մետաղական բյուրեղյա վանդակներ։ Նման ցանցերի տեղամասերում կան ատոմներ և իոններ (կամ ատոմներ կամ իոններ, որոնց մեջ մետաղի ատոմները հեշտությամբ փոխակերպվում են՝ զիջելով իրենց արտաքին էլեկտրոնները « ընդհանուր օգտագործման»): Սա ներքին կառուցվածքըմետաղները որոշում են նրանց բնորոշ ֆիզիկական հատկությունները՝ ճկունություն, ճկունություն, էլեկտրական և ջերմային հաղորդունակություն, բնորոշ մետաղական փայլ:

Իոնային քիմիական կապը կապ է, որը ձևավորվում է ատոմների միջև քիմիական տարրեր(դրական կամ բացասական լիցքավորված իոններ): Այսպիսով, ինչ է իոնային կապը և ինչպես է այն ձևավորվում:

Իոնային քիմիական կապերի ընդհանուր բնութագրերը

Իոնները լիցք ունեցող մասնիկներ են, որոնց ատոմները փոխակերպվում են էլեկտրոններ տալու կամ ընդունելու գործընթացով։ Նրանք բավականին ուժեղ են ձգվում միմյանց նկատմամբ, այդ իսկ պատճառով այս տեսակի կապ ունեցող նյութերն ունեն բարձր եռման և հալման ջերմաստիճան։

Բրինձ. 1. Իոններ.

Իոնային կապը քիմիական կապ է, ի տարբերություն իոնների, նրանց էլեկտրաստատիկ ձգողության շնորհիվ: Այն կարելի է համարել կովալենտային կապի սահմանափակող դեպք, երբ կապակցված ատոմների էլեկտրաբացասականության տարբերությունն այնքան մեծ է, որ տեղի է ունենում լիցքերի ամբողջական տարանջատում։

Բրինձ. 2. Իոնային քիմիական կապ.

Ընդհանրապես ենթադրվում է, որ պարտատոմսը դառնում է էլեկտրոնային, եթե EO-ն >1.7 է:

Էլեկտրբացասականության արժեքի տարբերությունն ավելի մեծ է լինում, որքան ավելի հեռու են տարրերը պարբերական աղյուսակում միմյանցից ըստ ժամանակաշրջանի: Այս կապը բնորոշ է մետաղներին և ոչ մետաղներին, հատկապես նրանց, որոնք գտնվում են ամենահեռավոր խմբերում, օրինակ՝ I և VII։

Օրինակ՝ կերակրի աղ, նատրիումի քլորիդ NaCl:

Բրինձ. 3. Նատրիումի քլորիդի իոնային քիմիական կապի դիագրամ:

Իոնային կապ գոյություն ունի բյուրեղներում, այն ամուր է և երկար, բայց ոչ հագեցած և ոչ ուղղորդված: Իոնային կապը բնորոշ է միայն բարդ նյութերին, ինչպիսիք են աղերը, ալկալիները և որոշ մետաղների օքսիդներ։ Գազային վիճակում նման նյութեր գոյություն ունեն իոնային մոլեկուլների տեսքով։

Տիպիկ մետաղների և ոչ մետաղների միջև առաջանում են իոնային քիմիական կապեր։ Էլեկտրոնները մետաղից անպայման տեղափոխվում են ոչ մետաղ՝ առաջացնելով իոններ։ Արդյունքում ստացվում է էլեկտրաստատիկ ձգում, որը կոչվում է իոնային կապ:

Փաստորեն, ամբողջովին իոնային կապ չի առաջանում: Այսպես կոչված իոնային կապը մասամբ իոնային է և մասամբ կովալենտային։ Այնուամենայնիվ, բարդ մոլեկուլային իոնների կապը կարելի է համարել իոնային։

Իոնային կապի ձևավորման օրինակներ

Իոնային կապի ձևավորման մի քանի օրինակներ կան.

• կալցիումի և ֆտորիդի փոխազդեցություն

Ca 0 (ատոմ) -2e=Ca 2 + (իոն)

– կալցիումի համար ավելի հեշտ է տալ երկու էլեկտրոն, քան ձեռք բերել անհետացածները:

F 0 (ատոմ)+1е= F- (իոն)

– ֆտորը, ընդհակառակը, ավելի հեշտ է ընդունել մեկ էլեկտրոն, քան հրաժարվել յոթ էլեկտրոնից:

Գտնենք ստացված իոնների լիցքերի միջև նվազագույն ընդհանուր բազմապատիկը։ Այն հավասար է 2-ի: Որոշենք ֆտորի ատոմների թիվը, որոնք կընդունեն երկու էլեկտրոն կալցիումի ատոմից՝ 2:1 = 2: 4.

Եկեք ստեղծենք իոնային քիմիական կապի բանաձևը.

Ca 0 +2F 0 →Ca 2 +F−2.

• նատրիումի և թթվածնի փոխազդեցություն

Քիմիական կապը, նրա տեսակները, հատկությունները, դրա հետ մեկտեղ, քիմիա կոչվող հետաքրքիր գիտության հիմնաքարերից մեկն է։ Այս հոդվածում մենք կվերլուծենք քիմիական կապերի բոլոր ասպեկտները, դրանց նշանակությունը գիտության մեջ, կտանք օրինակներ և շատ ավելին:

Ինչ է քիմիական կապը

Քիմիայի մեջ քիմիական կապը հասկացվում է որպես ատոմների փոխադարձ կպչում մոլեկուլում և ներգրավման ուժի արդյունքում, որը գոյություն ունի նրանց միջև: Քիմիական կապերի շնորհիվ է, որ ձևավորվում են տարբեր քիմիական միացություններ, սա է քիմիական կապի բնույթը։

Քիմիական կապերի տեսակները

Քիմիական կապի ձևավորման մեխանիզմը մեծապես կախված է դրա տեսակից կամ տեսակից, ընդհանուր առմամբ, քիմիական կապերի հետևյալ հիմնական տեսակները.

• Կովալենտային քիմիական կապ (որն իր հերթին կարող է լինել բևեռային կամ ոչ բևեռային)
• Իոնային կապ
• կապ
• Քիմիական կապ

մարդկանց նման.

Ինչ վերաբերում է, ապա մեր կայքում դրան հատկացված է առանձին հոդված, որին ավելի մանրամասն կարող եք կարդալ հղումով։ Հաջորդը, մենք ավելի մանրամասն կքննարկենք քիմիական կապերի բոլոր մյուս հիմնական տեսակները:

Իոնային քիմիական կապ

Իոնային քիմիական կապի ձևավորումը տեղի է ունենում տարբեր լիցքերով երկու իոնների փոխադարձ էլեկտրական ներգրավման շնորհիվ: Նման քիմիական կապերում իոնները սովորաբար պարզ են՝ կազմված նյութի մեկ ատոմից։

Իոնային քիմիական կապի սխեման.

Բնութագրական հատկանիշ իոնային տեսակԿապի քիմիական հատկանիշը հագեցվածության բացակայությունն է, և արդյունքում՝ առավելագույնը տարբեր քանակությամբհակառակ լիցքավորված իոններ. Իոնային քիմիական կապի օրինակ է ցեզիումի ֆտորիդային միացությունը CsF, որի «իոնականության» մակարդակը գրեթե 97% է:

Ջրածնի քիմիական կապ

Արտաքինից շատ առաջ ժամանակակից տեսությունքիմիական կապերը դրանում ժամանակակից ձևԳիտնականներն ու քիմիկոսները նկատել են, որ ոչ մետաղներով ջրածնային միացությունները տարբեր զարմանալի հատկություններ ունեն։ Ենթադրենք, ջրի եռման կետը և ջրածնի ֆտորիդի հետ միասին շատ ավելի բարձր է, քան կարող էր լինել. պատրաստի օրինակջրածնային քիմիական կապ.

Նկարում պատկերված է ջրածնային քիմիական կապի առաջացման դիագրամ։

Ջրածնի քիմիական կապի բնույթն ու հատկությունները որոշվում են ջրածնի H ատոմի մեկ այլ քիմիական կապ ստեղծելու ունակությամբ, այստեղից էլ այս կապի անվանումը։ Նման կապի առաջացման պատճառը էլեկտրաստատիկ ուժերի հատկություններն են։ Օրինակ՝ ֆտորաջրածնի մոլեկուլում ընդհանուր էլեկտրոնային ամպն այնքան է տեղափոխվում դեպի ֆտոր, որ այս նյութի ատոմի շուրջ տարածությունը հագեցած է բացասական էներգիայով։ էլեկտրական դաշտ. Ջրածնի ատոմի շուրջ, հատկապես զրկված է իր միակ էլեկտրոնից, ամեն ինչ ճիշտ հակառակն է նրա էլեկտրոնային դաշտը շատ ավելի թույլ և, որպես հետևանք, ունի դրական լիցք. Իսկ դրական ու բացասական լիցքերը, ինչպես գիտեք, ձգում են, և այս պարզ ձևով առաջանում է ջրածնային կապ։

Մետաղների քիմիական կապ

Ո՞ր քիմիական կապն է բնորոշ մետաղներին: Այս նյութերն ունեն քիմիական կապի իրենց տեսակը. բոլոր մետաղների ատոմներն ամեն դեպքում դասավորված չեն, բայց որոշակի ձևով դրանց դասավորության կարգը կոչվում է բյուրեղային ցանց: Տարբեր ատոմների էլեկտրոնները կազմում են ընդհանուր էլեկտրոնային ամպ, և նրանք թույլ են փոխազդում միմյանց հետ։

Ահա թե ինչ տեսք ունի մետաղական քիմիական կապը.

Մետաղական քիմիական կապի օրինակ կարող է լինել ցանկացած մետաղ՝ նատրիում, երկաթ, ցինկ և այլն:

Ինչպես որոշել քիմիական կապի տեսակը

Կախված դրանում մասնակցող նյութերից, եթե կա մետաղ և ոչ մետաղ, ապա կապը իոնային է, եթե կա երկու մետաղ, ապա մետաղական է, եթե կա երկու ոչ մետաղ, ապա կովալենտ է։

Քիմիական կապերի հատկությունները

Տարբեր համեմատելու համար քիմիական ռեակցիաներօգտագործվում են տարբեր քանակական բնութագրեր, ինչպիսիք են.

• երկարությունը,
• էներգիա,
• բևեռականություն,
• միացումների կարգը.

Դիտարկենք դրանք ավելի մանրամասն:

Կապի երկարությունը հավասարակշռության հեռավորությունն է ատոմների միջուկների միջև, որոնք միացված են քիմիական կապով: Սովորաբար չափվում է փորձարարական:

Քիմիական կապի էներգիան որոշում է դրա ուժը: IN այս դեպքումԷներգիան վերաբերում է քիմիական կապը կոտրելու և ատոմները բաժանելու համար պահանջվող ուժին:

Քիմիական կապի բևեռականությունը ցույց է տալիս, թե որքան է էլեկտրոնի խտությունը տեղափոխվում դեպի ատոմներից մեկը: Ատոմների էլեկտրոնների խտությունը դեպի իրենց կամ խոսելու փոխելու ունակություն պարզ լեզվովՔիմիայի մեջ «վերմակն իր վրա քաշելը» կոչվում է էլեկտրաբացասականություն:

Տարրերի մեծ մասի ատոմները առանձին գոյություն չունեն, քանի որ դրանք կարող են փոխազդել միմյանց հետ: Այս փոխազդեցությունը առաջացնում է ավելի բարդ մասնիկներ:

Քիմիական կապի բնույթը էլեկտրաստատիկ ուժերի գործողությունն է, որոնք էլեկտրական լիցքերի փոխազդեցության ուժերն են։ Նման լիցքեր ունեն էլեկտրոններն ու ատոմային միջուկները։

Արտաքին էլեկտրոնային մակարդակներում (վալենտային էլեկտրոններ) տեղակայված էլեկտրոնները, լինելով միջուկից ամենահեռու, փոխազդում են նրա հետ ամենաթույլ և, հետևաբար, կարողանում են պոկվել միջուկից: Նրանք պատասխանատու են ատոմները միմյանց հետ կապելու համար:

Փոխազդեցությունների տեսակները քիմիայում

Քիմիական կապերի տեսակները կարելի է ներկայացնել հետևյալ աղյուսակում.

Իոնային կապի բնութագրերը

Քիմիական ռեակցիա, որը տեղի է ունենում պատճառով իոնային գրավչությունտարբեր լիցքեր ունենալը կոչվում է իոնային: Դա տեղի է ունենում, եթե կապվող ատոմներն ունեն էլեկտրաբացասականության զգալի տարբերություն (այսինքն՝ էլեկտրոններ ներգրավելու կարողություն), և էլեկտրոնային զույգը գնում է ավելի էլեկտրաբացասական տարր: Էլեկտրոնների այս փոխանցման արդյունքը մեկ ատոմից մյուսը լիցքավորված մասնիկների՝ իոնների առաջացումն է։ Նրանց միջև հրապուրանք է առաջանում.

Նրանք ունեն էլեկտրաբացասականության ամենացածր ցուցանիշները բնորոշ մետաղներ, իսկ ամենամեծը բնորոշ ոչ մետաղներն են։ Այսպիսով, իոնները ձևավորվում են տիպիկ մետաղների և տիպիկ ոչ մետաղների փոխազդեցության արդյունքում:

Մետաղների ատոմները դառնում են դրական լիցքավորված իոններ (կատիոններ)՝ նվիրաբերելով էլեկտրոններ իրենց արտաքին էլեկտրոնային մակարդակներին, իսկ ոչ մետաղները ընդունում են էլեկտրոններ՝ այդպիսով վերածվելով. բացասական լիցքավորվածիոններ (անիոններ):

Ատոմները տեղափոխվում են ավելի կայուն էներգետիկ վիճակ՝ լրացնելով իրենց էլեկտրոնային կոնֆիգուրացիաները:

Իոնային կապը ոչ ուղղորդված է և ոչ հագեցված, քանի որ էլեկտրաստատիկ փոխազդեցությունը տեղի է ունենում բոլոր ուղղություններով, համապատասխանաբար իոնը կարող է գրավել իոնները հակառակ նշանբոլոր ուղղություններով.

Իոնների դասավորությունն այնպիսին է, որ յուրաքանչյուրի շուրջ կա որոշակի քանակությամբ հակառակ լիցքավորված իոններ։ «Մոլեկուլ» հասկացությունը իոնային միացությունների համար իմաստ չունի.

Կրթության օրինակներ

Նատրիումի քլորիդում (nacl) կապի ձևավորումը պայմանավորված է էլեկտրոնի տեղափոխմամբ Na ատոմից Cl ատոմ՝ համապատասխան իոններ ձևավորելու համար.

Na 0 - 1 e = Na + (կատիոն)

Cl 0 + 1 e = Cl - (անիոն)

Նատրիումի քլորիդում կա վեց քլորի անիոն նատրիումի կատիոնների շուրջ, և վեց նատրիումի իոններ յուրաքանչյուր քլորիդ իոնի շուրջ։

Երբ բարիումի սուլֆիդի ատոմների միջև փոխազդեցություն է առաջանում, տեղի են ունենում հետևյալ գործընթացները.

Ba 0 - 2 e = Ba 2+

S 0 + 2 e = S 2-

Ba-ն իր երկու էլեկտրոնները նվիրաբերում է ծծմբին, որի արդյունքում առաջանում են ծծմբի անիոններ S 2- և բարիումի Ba 2+ կատիոնները։

Մետաղական քիմիական կապ

Մետաղների արտաքին էներգիայի մակարդակներում էլեկտրոնների թիվը փոքր է, դրանք հեշտությամբ բաժանվում են միջուկից: Այդ անջատման արդյունքում առաջանում են մետաղական իոններ և ազատ էլեկտրոններ։ Այս էլեկտրոնները կոչվում են «էլեկտրոնային գազ»: Էլեկտրոններն ազատորեն շարժվում են մետաղի ամբողջ ծավալով և անընդհատ կապված են և անջատվում ատոմներից։

Մետաղական նյութի կառուցվածքը հետևյալն է՝ բյուրեղային ցանցը նյութի կմախքն է, և նրա հանգույցների միջև էլեկտրոնները կարող են ազատ տեղաշարժվել։

Կարելի է բերել հետևյալ օրինակները.

Mg - 2е<->Mg 2+

Cs-e<->Cs+

Ca - 2e<->Ca2+

Fe-3e<->Fe 3+

Կովալենտային՝ բևեռային և ոչ բևեռային

Քիմիական փոխազդեցության ամենատարածված տեսակը կովալենտային կապն է: Այն տարրերի էլեկտրաբացասականության արժեքները, որոնք փոխազդում են, կտրուկ չեն տարբերվում, հետևաբար, տեղի է ունենում միայն ընդհանուր էլեկտրոնային զույգի անցում դեպի ավելի էլեկտրաբացասական ատոմ:

Կովալենտային փոխազդեցությունները կարող են ձևավորվել փոխանակման մեխանիզմով կամ դոնոր-ընդունող մեխանիզմով:

Փոխանակման մեխանիզմն իրականացվում է, եթե ատոմներից յուրաքանչյուրն ունի չզույգված էլեկտրոններ արտաքին էլեկտրոնային մակարդակներում, և ատոմային ուղեծրերի համընկնումը հանգեցնում է էլեկտրոնների զույգի առաջացմանը, որն արդեն պատկանում է երկու ատոմներին: Երբ ատոմներից մեկն ունի զույգ էլեկտրոններ արտաքին էլեկտրոնային մակարդակում, իսկ մյուսը՝ ազատ ուղեծիր, ապա երբ ատոմային ուղեծրերը համընկնում են, էլեկտրոնային զույգը կիսվում է և փոխազդում է դոնոր-ընդունող մեխանիզմի համաձայն։

Կովալենտները բազմակիությամբ բաժանվում են.

• պարզ կամ միայնակ;
• կրկնակի;
• եռապատկվում։

Կրկնակիները ապահովում են միանգամից երկու զույգ էլեկտրոնի բաշխում, իսկ եռակիները՝ երեք։

Ըստ կապակցված ատոմների միջև էլեկտրոնային խտության (բևեռականության) բաշխման՝ կովալենտային կապը բաժանվում է.

• ոչ բևեռային;
• բևեռային.

Ոչ բևեռային կապը ձևավորվում է միանման ատոմներից, իսկ բևեռային կապը ձևավորվում է տարբեր էլեկտրաբացասականությամբ:

Նմանատիպ էլեկտրաբացասականություն ունեցող ատոմների փոխազդեցությունը կոչվում է ոչ բևեռային կապ։ Նման մոլեկուլում էլեկտրոնների ընդհանուր զույգը չի ձգվում ատոմներից ոչ մեկին, այլ հավասարապես պատկանում է երկուսին էլ։

Էլեկտրբացասականությամբ տարբերվող տարրերի փոխազդեցությունը հանգեցնում է բևեռային կապերի ձևավորմանը։ Այս տեսակի փոխազդեցության ժամանակ ընդհանուր էլեկտրոնային զույգերը ձգվում են դեպի ավելի էլեկտրաբացասական տարրը, բայց ամբողջությամբ չեն փոխանցվում դրան (այսինքն՝ իոնների առաջացում չի լինում)։ Էլեկտրոնների խտության այս փոփոխության արդյունքում ատոմների վրա առաջանում են մասնակի լիցքեր՝ որքան էլեկտրաբացասականն ունի բացասական լիցք, այնքան քիչ էլեկտրաբացասականը՝ դրական։

Կովալենտության հատկությունները և բնութագրերը

Կովալենտային կապի հիմնական բնութագրերը.

• Երկարությունը որոշվում է փոխազդող ատոմների միջուկների հեռավորությամբ։
• Բևեռականությունը որոշվում է էլեկտրոնային ամպի տեղաշարժով դեպի ատոմներից մեկը:
• Ուղղորդվածությունը տարածության մեջ կողմնորոշված ​​կապերի ձևավորման հատկությունն է և, համապատասխանաբար, որոշակի երկրաչափական ձևեր ունեցող մոլեկուլներ:
• Հագեցվածությունը որոշվում է սահմանափակ թվով կապեր ձևավորելու ունակությամբ:
• Բևեռայնությունը որոշվում է արտաքին էլեկտրական դաշտի ազդեցության տակ բևեռականությունը փոխելու ունակությամբ:
• Կապը կոտրելու համար պահանջվող էներգիան որոշում է դրա ուժը:

Կովալենտային ոչ բևեռային փոխազդեցության օրինակ կարող են լինել ջրածնի (H2), քլորի (Cl2), թթվածնի (O2), ազոտի (N2) և շատ այլ մոլեկուլները:

H· + ·H → H-H մոլեկուլունի մեկ ոչ բևեռային կապ,

O: + :O → O=O մոլեկուլն ունի կրկնակի ոչ բևեռ,

Ṅ: + Ṅ: → N≡N մոլեկուլը եռակի ոչ բևեռ է:

Քիմիական տարրերի կովալենտային կապերի օրինակներ են՝ ածխածնի երկօքսիդի (CO2) և ածխածնի օքսիդի (CO), ջրածնի սուլֆիդ (H2S), աղաթթու (HCL), ջուր (H2O), մեթան (CH4), ծծմբի օքսիդ (SO2) և մոլեկուլներ։ շատ ուրիշներ:

CO2-ի մոլեկուլում ածխածնի և թթվածնի ատոմների միջև կապը կովալենտ բևեռային է, քանի որ ավելի էլեկտրաբացասական ջրածինը գրավում է էլեկտրոնի խտությունը: Թթվածինն ունի երկու չզույգված էլեկտրոն իր արտաքին թաղանթում, մինչդեռ ածխածինը կարող է ապահովել չորս վալենտային էլեկտրոն՝ փոխազդեցությունը ձևավորելու համար։ Արդյունքում առաջանում են կրկնակի կապեր, և մոլեկուլն ունի հետևյալ տեսքը՝ O=C=O։

Որոշակի մոլեկուլում կապի տեսակը որոշելու համար բավական է դիտարկել դրա բաղկացուցիչ ատոմները։ Պարզ մետաղական նյութերը կազմում են մետաղական կապ, մետաղները ոչ մետաղների հետ՝ իոնային կապ, պարզ ոչ մետաղական նյութերը՝ կովալենտային ոչ բևեռային կապ, իսկ տարբեր ոչ մետաղներից կազմված մոլեկուլները ձևավորվում են բևեռային կովալենտային կապով։