Хімія - дивовижна і, зізнатися, заплутана наука. Чомусь асоціюється вона з яскравими експериментами, різнокольоровими пробірками, густими хмарами пара. Але мало хто замислюється про те, звідки ж береться це «диво». Насправді жодна реакція не проходить без утворення сполук між атомами реагентів. Більш того, ці «перемички» іноді зустрічаються і в простих елементах. Вони впливають на здатність речовин вступати в реакції і пояснюють деякі їх фізичні властивості.
Які ж бувають види хімічних зв`язків і як вони впливають на з`єднання?
теорія
Починати треба з найпростішого. Хімічна зв`язок - це взаємодія, при якому атоми речовин з`єднуються і утворюють більш складні речовини. Помилково вважати, що це властиво тільки з`єднанням на зразок солей, кислот і підстав - навіть прості речовини, молекули яких складаються з двох атомів, мають ці «перемички», якщо так можна умовно назвати зв`язок. До речі, важливо запам`ятати, що об`єднатися можуть тільки атоми, які мають різні заряди (це основи фізики: однаково заряджені частинки відштовхуються, а протилежні - притягуються), так що в складних речовинах завжди знайдеться катіон (іон з позитивним зарядом) і аніон (негативна частка ), а саме з`єднання завжди буде нейтральним.
Тепер спробуємо розібратися в тому, як відбувається утворення хімічного зв`язку.
механізм утворення
У будь-якої речовини є певна кількість електронів, розподілених по енергетичним верствам. Самим уразливим вважається зовнішній шар, на якому зазвичай знаходиться найменша кількість цих частинок. Дізнатися їх число можна, подивившись на номер групи (рядок з цифрами від одного до восьми в верхній частині таблиці Менделєєва), в якій знаходиться хімічний елемент, а кількість енергетичних шарів дорівнює номеру періоду (від одного до семи, вертикальна рядок зліва від елементів).
В ідеалі на зовнішньому енергетичному шарі знаходяться вісім електронів. Якщо ж їх не вистачає, атом намагається перетягнути їх у іншої частинки. Саме в процесі відбору необхідних для завершення зовнішнього енергетичного шару електронів утворюються хімічні зв`язки речовин. Їх число може варіюватися і залежить від кількості валентних, або неспарених, часток (щоб дізнатися, скільки їх в атомі, потрібно скласти його електронну формулу). Число електронів, які не мають пару, буде дорівнює кількості утворилися зв`язків.
Трохи докладніше про типи
Види хімічних зв`язків, що утворюються при реакціях або ж просто в молекулі якоїсь речовини, цілком і повністю залежать від самого елемента. Розрізняють три типи «перемичок» між атомами: іонний, металевий і ковалентний. Останній, в свою чергу, ділиться на полярний і неполярний.
Для того щоб зрозуміти, яким зв`язком пов`язані атоми, використовують своєрідне правило: якщо елементи знаходяться в правій і лівій частинах таблиці (тобто є металом і неметаллом, наприклад NaCl), то їх з`єднання - відмінний приклад іонної зв`язку. Два неметалла утворюють ковалентну полярну зв`язок (HCl), а два атома одного речовини, з`єднуючись в одну молекулу, - ковалентний неполярну (Cl2, O2). Вищеназвані типи хімічних зв`язків не підходять для речовин, що складаються з металів, - там зустрічається виключно металева зв`язок.
ковалентное взаємодія
Як уже згадувалося раніше, види хімічних зв`язків мають певний вплив на речовини. Так, наприклад, ковалентний «перемичка» дуже нестійка, через що з`єднання з нею легко руйнуються при найменшому зовнішньому впливі, нагріванні наприклад. Правда, стосується це тільки молекулярних речовин. Ті ж, що мають немолекулярное будова, практично неразрушими (ідеальний приклад - кристал алмаза - з`єднання атомів вуглецю).
Повернемося до полярної і неполярний ковалентного зв`язку. З неполярной все просто - електрони, між якими утворюється «перемичка», знаходяться на рівній відстані від атомів. Але в другому випадку вони зміщуються до одного з елементів. Переможцем в «перетягуванні» виявиться то речовина, електронегативність (здатність залучати електрони) якого вище. Визначається вона за спеціальними таблицями, і чим більша різниця цієї величини у двох елементів, тим більше полярної буде зв`язок між ними. Правда єдине, для чого може стати в нагоді знання електронегативності елементів, - визначення катіона (позитивний заряд - речовина, яка має ця величина буде менше) і аніону (негативна частка з кращою здатністю до залучення електронів).
іонна зв`язок
Для з`єднання металу і неметалла підходять далеко не всі типи хімічних зв`язків. Як вже говорилося вище, якщо різниця в електронегативності елементів величезна (а саме так буває, коли вони розташовані в протилежних частинах таблиці), між ними утворюється іонна зв`язок. В цьому випадку валентні електрони переходять від атома з меншою електронегативність до атома з більшою, утворюючи аніон і катіон. Найяскравішим прикладом подібної зв`язку є з`єднання галогену і металу, наприклад AlCl2 або HF.
металева зв`язок
З металами все ще простіше. Їм чужі перераховані вище види хімічних зв`язків, тому що у них є власна. З`єднувати вона може як атоми одного речовини (Li2), Так і різних (AlCr2), В останньому випадку утворюються сплави. Якщо говорити про фізичні властивості, то метали поєднують в собі пластичність і міцність, тобто вони не руйнуються при найменшому впливі, а просто змінюють форму.
межмолекулярная зв`язок
До речі, хімічні зв`язки в молекулах теж існують. Вони так і називаються - міжмолекулярними. Найпоширеніший тип - воднева зв`язок, при якій атом водню запозичує електрони у елемента з високою електронегативність (у молекули води, наприклад).
