8 КЛАСС. КОВАЛЕНТНАЯ СВЯЗЬ 

      Как уже говорилось, атомы элементов с незавершенным наружным электронным уровнем неустойчивы, и в таком состоянии долго существовать не могут . А перейти в устойчивое состояние они могут лишь при взаимодействии с другими атомами, соединяясь с ними и образуя молекулы. В таком случае считается, что между атомами образуется химическая связь. При этом наружный электронный уровень каждого атома оказывается завершенным.  Это может происходить с помощью общих электронных пар, и такая связь называется   ковалентной.

      У атома водорода на наружном электронном уровне 1 электрон, и до завершения уровня ему не хватает одного электрона. У другого атома водорода та же картина, ему тоже не хватает одного электрона. Эти атомы, встретившись, могут объединить свои электроны: 

                                    

Два электрона образуют одну электронную пару, которая может теперь двигаться вокруг обоих атомов водорода и принадлежать им обоим в равной степени, но как бы по очереди.  Теперь у каждого атома наружный электронный уровень завершен, и молекула устойчива. 

      Условно считается, что эта общая электронная пара располагается как бы посредине между атомами водорода, т.к. ядро каждого атома притягивается к ней с равной силой (помним, что ядро несет положительный заряд, а общая электронная пара – отрицательный). Эта сила притяжения ядер к общей электронной паре и объединяет оба атома водорода в молекулу: 

    Обратим внимание: атом может пользоваться чужим электроном только, предоставив ему свой электрон. Число общих электронных пар равно числу электронов, необходимых для завершения наружного электронного уровня. Обозначение общей электронной пары двумя точками Н : Н можно заменить черточкой:  Н — Н. Формула  Н : Н называется электронной, а    Н — Н – структурной. 

      У хлора молекулы образуются сходно: 

                                   

При образовании  молекулы с помощью общих электронных пар действует правило: каждый атом предлагает другому атому ровно столько электронов, сколько хочет получить от него взамен – то есть столько, сколько не хватает до завершения наружного электронного уровня.   У атомов хлора было семь наружных электронов, не хватало одного до восьми, а после образования общей электронной пары наружных электронов оказалось по восемь – то, что и  требовалось. 

Электронная формула молекулы хлора  Cl Cl,  структурная  Cl — Cl 

Сера в парообразном состоянии состоит из двухатомных молекул.  Связь в этой молекуле двойная – из двух электронных пар, так как при шести наружных электронах каждому атому серы не хватает именно двух до завершения уровня 

   электронная формула   S::S          структурная формула     S=S 

А так  выглядит  молекула азота:                

Подведем итоги: 

  1. В молекулу объединяются лишь атомы с незавершенным наружным электронным уровнем.
  2. При этом атомы объединяют часть своих валентных электронов в общие электронные пары. Такая связь называется ковалентной («ко» означает «общий»). Если она объединяет атомы неметаллов  с равной электроотрицательностью или атомы одного и того же элемента, то общая пара электронов поровну принадлежит обоим атомам, одинаково притягиваясь к их ядрам и находясь от них примерно на равном расстоянии. Такая связь называется ковалентной неполярной (не имеющей полюсов).

А если  в молекулу объединяются атомы разных элементов? 

Вот пример образования связи между атомами водорода и хлора. Каждому из них необходимо найти по одному электрону до завершения наружного уровня. С этой задачей они легко справляются: 

      Здесь тоже образуется общая электронная пара, объединяющая атомы. Наружный электронный уровень каждого атома оказывается завершенным, но электроотрицательность водорода = 2,1, а хлора — 3,1. Атом хлора с большей силой будет притягивать общую электронную пару, и она окажется ближе именно к нему; это можно показать стрелкой: Н→ Сl

      А так как  вместе с этой электронной парой к хлору смещается и электрон, ранее принадлежавший атому водорода, то это как бы добавляет отрицательный заряд атому хлора, а на атоме водорода соответственно возникает положительный заряд:  Н+ С1. Молекула теперь как бы приобретает два полюса — положительный и отрицательный, и теперь она называется полярной.  

    Как образуется ковалентная полярная связь в молекулах некоторых других веществ? Рассмотрим электронное строение молекул воды и аммиака. 

    В центре молекулы воды располагается атом кислорода. Ему там очень удобно, потому что он может объединить свои шесть электронов с электронами двух атомов водорода – ему именно их не хватает до завершения уровня: 

А молекула аммиака выглядит так:    

                                                       или так:

                     

    Таким образом, объединяясь в молекулы с помощью ковалентных связей, одни атомы могут частично  оттягивать к себе электроны других атомов, как бы отдавая свои  или принимая чужие электроны, — не все, конечно, а лишь столько, сколько требуется до устойчивого состояния всех атомов данной молекулы.

 

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *