կովալենտային կապիրականացվում է փոխազդեցության մասնակից երկու ատոմներին պատկանող էլեկտրոնների սոցիալականացման շնորհիվ։ Ոչ մետաղների էլեկտրաբացասականությունը այնքան մեծ է, որ էլեկտրոնի փոխանցում տեղի չունենա:

Էլեկտրոնները համընկնող էլեկտրոնային ուղեծրերում բաժանված են: Այս դեպքում ստեղծվում է մի իրավիճակ, երբ լրացվում են ատոմների արտաքին էլեկտրոնային մակարդակները, այսինքն՝ ձևավորվում է 8 կամ 2 էլեկտրոնանոց արտաքին թաղանթ։

Այն վիճակը, որում էլեկտրոնային թաղանթն ամբողջությամբ լցված է, բնութագրվում է ամենացածր էներգիայով և, համապատասխանաբար, առավելագույն կայունությամբ։

Կրթության երկու մեխանիզմ կա.

1. դոնոր-ընդունող;
2. փոխանակում.

Առաջին դեպքում ատոմներից մեկն ապահովում է իր զույգ էլեկտրոնները, իսկ երկրորդը՝ ազատ էլեկտրոնային ուղեծրը։

Երկրորդում փոխազդեցության յուրաքանչյուր մասնակցից մեկ էլեկտրոն գալիս է ընդհանուր զույգին։

Նայած ինչ տեսակ են- ատոմային կամ մոլեկուլային, նմանատիպ տեսակի կապ ունեցող միացությունները կարող են զգալիորեն տարբերվել ֆիզիկաքիմիական բնութագրերով:

մոլեկուլային նյութերառավել հաճախ գազեր, հեղուկներ կամ պինդ մարմիններ ցածր հալման և եռման կետերով, ոչ հաղորդիչ, ցածր ուժով: Դրանք ներառում են. ; ածխածնի երկօքսիդ (CO 2), ծծմբի երկօքսիդ (SO 2), ազոտի օքսիդ V (N 2 O 5), ջուր (H 2 O), ջրածնի քլորիդ (HCl), ֆտորաջրածին (HF), ամոնիակ (NH 3), մեթան (CH 4), էթիլային սպիրտ (C 2 H 5 OH), օրգանական պոլիմերներ և այլն։

Ատոմային նյութերգոյություն ունեն ուժեղ բյուրեղների տեսքով՝ բարձր եռման և հալման ջերմաստիճանով, անլուծելի են ջրում և այլ լուծիչներում, շատերը չեն հաղորդվում էլեկտրաէներգիա. Օրինակ է ադամանդը, որն ունի բացառիկ ուժ։ Դա պայմանավորված է նրանով, որ ադամանդը բյուրեղ է, որը բաղկացած է ածխածնի ատոմներից, որոնք կապված են կովալենտային կապերով։ Ադամանդի մեջ առանձին մոլեկուլներ չկան։ Նաև ատոմային կառուցվածքըունեն այնպիսի նյութեր, ինչպիսիք են գրաֆիտը, սիլիցիումը (Si), սիլիցիումի երկօքսիդը (SiO 2), սիլիցիումի կարբիդը (SiC) և այլն:

Կովալենտային կապերը կարող են լինել ոչ միայն միայնակ (ինչպես Cl2 քլորի մոլեկուլում), այլ նաև կրկնակի, ինչպես O2 թթվածնի մոլեկուլում, կամ եռակի, ինչպես, օրինակ, N2 ազոտի մոլեկուլում։ Միևնույն ժամանակ, եռակիներն ավելի շատ էներգիա ունեն և ավելի դիմացկուն են, քան երկակի և միայնակները։

Կովալենտային կապը կարող է լինելԱյն առաջանում է ինչպես նույն տարրի երկու ատոմների (ոչ բևեռային), այնպես էլ տարբեր քիմիական տարրերի (բևեռային) ատոմների միջև։

Դժվար չէ նշել կովալենտային բևեռային կապով միացության բանաձևը, եթե համեմատենք էլեկտրաբացասականության արժեքները, որոնք կազմում են ատոմների մոլեկուլները: Էլեկտրբացասականության տարբերության բացակայությունը կորոշի ոչ բևեռականությունը: Եթե ​​տարբերություն կա, ապա մոլեկուլը կլինի բևեռային։

Բաց մի թողեք. Կրթության մեխանիզմ, դեպքերի ուսումնասիրություն:

Կովալենտային ոչ բևեռային քիմիական կապ

Բնորոշ է ոչ մետաղների պարզ նյութերի համար. Էլեկտրոնները հավասարապես պատկանում են ատոմներին, և էլեկտրոնի խտության տեղաշարժ չկա:

Օրինակներ են հետևյալ մոլեկուլները.

H2, O2, O3, N2, F2, Cl2:

Բացառություն են կազմում իներտ գազերը. Նրանց արտաքին էներգիայի մակարդակը լիովին լցված է, և մոլեկուլների առաջացումը նրանց համար էներգետիկ առումով անբարենպաստ է, և, հետևաբար, նրանք գոյություն ունեն առանձին ատոմների տեսքով։

Նաև ոչ բևեռային կովալենտային կապ ունեցող նյութերի օրինակ կարող է լինել, օրինակ, PH3-ը: Չնայած այն հանգամանքին, որ նյութը բաղկացած է տարբեր տարրերից, տարրերի էլեկտրաբացասականության արժեքները իրականում չեն տարբերվում, ինչը նշանակում է, որ էլեկտրոնային զույգի տեղաշարժ չի լինի:

Կովալենտ բևեռային քիմիական կապ

Հաշվի առնելով կովալենտային բևեռային կապը, կան բազմաթիվ օրինակներ՝ HCl, H2O, H2S, NH3, CH4, CO2, SO3, CCl4, SiO2, CO:

առաջացել է ոչ մետաղների ատոմների միջևտարբեր էլեկտրաբացասականությամբ։ Այս դեպքում ավելի մեծ էլեկտրաբացասականություն ունեցող տարրի միջուկն իրեն ավելի մոտ է ձգում սովորական էլեկտրոններին։

Կովալենտային բևեռային կապի ձևավորման սխեման

Կախված ձևավորման մեխանիզմից՝ սովորական կարող է դառնալ մեկ կամ երկու ատոմների էլեկտրոններ.

Նկարում հստակ երևում է փոխազդեցությունը մոլեկուլում աղաթթվի.

Էլեկտրոնների զույգը պատկանում է և՛ մեկ ատոմին, և՛ երկրորդին, երկուսն էլ, ուստի արտաքին մակարդակները լցված են: Բայց ավելի շատ էլեկտրաբացասական քլորը ձգում է մի զույգ էլեկտրոններ մի փոքր ավելի մոտ իրեն (մինչդեռ այն մնում է սովորական): Էլեկտրբացասականության տարբերությունը այնքան մեծ չէ, որ զույգ էլեկտրոնները ամբողջությամբ անցնեն ատոմներից մեկին։ Արդյունքը քլորի մասնակի բացասական լիցքն է, իսկ ջրածնի մասնակի դրական լիցքը: HCl-ի մոլեկուլը բևեռային մոլեկուլ է:

Կապի ֆիզիկական և քիմիական հատկությունները

Հաղորդակցությունը կարող է բնութագրվել հետևյալ հատկություններովՈւղղորդություն, բևեռականություն, բևեռացում և հագեցվածություն:

Որի շնորհիվ առաջանում են անօրգանական և օրգանական նյութերի մոլեկուլներ։ Քիմիական կապ է առաջանում էլեկտրական դաշտերի փոխազդեցության ժամանակ, որոնք ստեղծվում են ատոմների միջուկների և էլեկտրոնների կողմից։ Հետեւաբար, կովալենտային քիմիական կապի առաջացումը կապված է էլեկտրական բնույթ.

Ինչ է կապը

Այս տերմինը վերաբերում է երկու կամ ավելի ատոմների գործողության արդյունքին, որոնք հանգեցնում են ուժեղ բազմատոմային համակարգի ձևավորմանը։ Քիմիական կապերի հիմնական տեսակները ձևավորվում են, երբ արձագանքող ատոմների էներգիան նվազում է։ Կապի ձևավորման գործընթացում ատոմները փորձում են լրացնել իրենց էլեկտրոնային թաղանթը:

Հաղորդակցության տեսակները

Քիմիայում կան մի քանի տեսակի կապեր՝ իոնային, կովալենտային, մետաղական։ Կովալենտային կապերի երկու տեսակ կա՝ բևեռային և ոչ բևեռային։

Ո՞րն է դրա ստեղծման մեխանիզմը: Կովալենտային ոչ բևեռային քիմիական կապ է ձևավորվում միանման ոչ մետաղների ատոմների միջև, որոնք ունեն նույն էլեկտրաբացասականությունը։ Այս դեպքում առաջանում են ընդհանուր էլեկտրոնային զույգեր։

ոչ բևեռային կապ

Ոչ բևեռային կովալենտային քիմիական կապ ունեցող մոլեկուլների օրինակներ են հալոգենները, ջրածինը, ազոտը, թթվածինը:

Այս կապն առաջին անգամ հայտնաբերել է 1916 թվականին ամերիկացի քիմիկոս Լյուիսը։ Նախ նա առաջ քաշեց մի վարկած, և դա հաստատվեց միայն փորձնական հաստատումից հետո։

Կովալենտային քիմիական կապը կապված է էլեկտրաբացասականության հետ։ Ոչ մետաղների համար այն ունի բարձր արժեք։ Ատոմների քիմիական փոխազդեցության ընթացքում միշտ չէ, որ հնարավոր է էլեկտրոններ տեղափոխել մի ատոմից մյուսը, արդյունքում դրանք միավորվում են։ Ատոմների միջև առաջանում է իսկական կովալենտային քիմիական կապ։ Սովորական դպրոցի ուսումնական ծրագրի 8-րդ դասարանը ներառում է հաղորդակցության մի քանի տեսակների մանրամասն դիտարկում:

Նյութեր, որոնք ունեն այս տեսակի կապ նորմալ պայմաններ- ցածր հալման ջերմաստիճան ունեցող հեղուկներ, գազեր և պինդ նյութեր.

Կովալենտային կապի տեսակները

Անդրադառնանք այս հարցին ավելի մանրամասն։ Որո՞նք են քիմիական կապերի տեսակները: Կովալենտային կապը գոյություն ունի փոխանակման, դոնոր-ընդունող տարբերակներով:

Առաջին տեսակը բնութագրվում է յուրաքանչյուր ատոմի կողմից մեկ չզույգված էլեկտրոնի վերադարձով՝ ընդհանուր էլեկտրոնային կապի ձևավորմանը։

Ընդհանուր կապով միավորված էլեկտրոնները պետք է ունենան հակառակ պտույտներ։ Ջրածինը կարելի է համարել այս տեսակի կովալենտային կապի օրինակ։ Երբ նրա ատոմները մոտենում են միմյանց, նրանց էլեկտրոնային ամպերը թափանցում են միմյանց, ինչը գիտության մեջ կոչվում է էլեկտրոնային ամպերի համընկնում։ Արդյունքում միջուկների միջև էլեկտրոնային խտությունը մեծանում է, իսկ համակարգի էներգիան նվազում է։

Նվազագույն հեռավորության վրա ջրածնի միջուկները ետ են մղում միմյանց, ինչը հանգեցնում է որոշակի օպտիմալ հեռավորության:

Դոնոր-ընդունող տեսակի կովալենտային կապի դեպքում մեկ մասնիկն ունի էլեկտրոններ, այն կոչվում է դոնոր։ Երկրորդ մասնիկն ունի ազատ բջիջ, որի մեջ կտեղադրվեն զույգ էլեկտրոններ։

բևեռային մոլեկուլներ

Ինչպե՞ս են ձևավորվում բևեռային կովալենտային կապերը: Դրանք առաջանում են այն իրավիճակներում, երբ ոչ մետաղների կապակցված ատոմներն ունեն տարբեր էլեկտրաբացասականություն։ Նման դեպքերում սոցիալականացված էլեկտրոնները գտնվում են ատոմին ավելի մոտ, որն ավելի բարձր էլեկտրաբացասական արժեք ունի։ Որպես կովալենտ բևեռային կապի օրինակ՝ կարելի է դիտարկել կապերը, որոնք առաջանում են ջրածնի բրոմի մոլեկուլում։ Այստեղ հանրային էլեկտրոնները, որոնք պատասխանատու են կովալենտային կապի առաջացման համար, ավելի մոտ են բրոմին, քան ջրածնին։ Այս երեւույթի պատճառն այն է, որ բրոմն ավելի բարձր էլեկտրաբացասականություն ունի, քան ջրածինը։

Կովալենտային կապի որոշման մեթոդներ

Ինչպե՞ս բացահայտել կովալենտային բևեռային քիմիական կապերը: Դա անելու համար անհրաժեշտ է իմանալ մոլեկուլների բաղադրությունը: Եթե ​​այն պարունակում է տարբեր տարրերի ատոմներ, ապա մոլեկուլում կա կովալենտ բևեռային կապ։ Ոչ բևեռային մոլեկուլները պարունակում են մեկ ատոմներ քիմիական տարր. Համաձայն առաջարկվող առաջադրանքների թվում դպրոցական դասընթացքիմիա, կան այնպիսիք, որոնք ներառում են կապի տեսակի նույնականացում: Այս տեսակի առաջադրանքները ներառված են 9-րդ դասարանում քիմիայի վերջնական ատեստավորման առաջադրանքներում, ինչպես նաև միասնական թեստերում. պետական ​​քննությունքիմիայից 11-րդ դասարանում.

Իոնային կապ

Ո՞րն է տարբերությունը կովալենտային և իոնային քիմիական կապերի միջև: Եթե ​​կովալենտային կապը բնորոշ է ոչ մետաղներին, ապա իոնային կապձևավորվում է ատոմների միջև, որոնք ունեն էլեկտրաբացասականության զգալի տարբերություններ։ Օրինակ, սա բնորոշ է հիմնական PS ենթախմբերի առաջին և երկրորդ խմբերի տարրերի միացություններին (ալկալային և հողալկալային մետաղներ) և պարբերական համակարգի հիմնական ենթախմբերի 6-րդ և 7-րդ խմբերի տարրերը (քալկոգեններ և հալոգեններ):

Այն առաջանում է հակառակ լիցքերով իոնների էլեկտրաստատիկ ձգման արդյունքում։

Իոնային կապի առանձնահատկությունները

Որովհետեւ ուժային դաշտերՀակառակ լիցքավորված իոնները հավասարաչափ բաշխված են բոլոր ուղղություններով, նրանցից յուրաքանչյուրը կարողանում է գրավել հակառակ նշանով մասնիկներ: Սա բնութագրում է իոնային կապի ոչ ուղղորդվածությունը:

Հակառակ նշաններով երկու իոնների փոխազդեցությունը չի ենթադրում առանձին ուժային դաշտերի ամբողջական փոխադարձ փոխհատուցում։ Սա նպաստում է այլ ուղղություններով իոններ ներգրավելու ունակության պահպանմանը, հետևաբար նկատվում է իոնային կապի չհագեցում։

Իոնային միացության մեջ յուրաքանչյուր իոն կարողություն ունի դեպի իրեն գրավելու որոշակի թվով ուրիշներ՝ հակառակ նշաններով, որպեսզի ձևավորի իոնային բյուրեղյա վանդակ: Նման բյուրեղում մոլեկուլներ չկան։ Յուրաքանչյուր իոն շրջապատված է մի նյութով տարբեր նշանի իոնների որոշակի քանակով:

մետաղական միացում

Այս տեսակի քիմիական կապն ունի որոշակի անհատական ​​հատկանիշներ. Մետաղներն ունեն վալենտային ուղեծրերի ավելցուկ՝ էլեկտրոնների պակասով։

Երբ առանձին ատոմները մոտենում են միմյանց, նրանց վալենտային ուղեծրերը համընկնում են, ինչը նպաստում է էլեկտրոնների ազատ տեղաշարժին մի ուղեծրից մյուսը՝ կապ հաստատելով բոլոր մետաղների ատոմների միջև։ Այս ազատ էլեկտրոնները հիմնական հատկանիշն են մետաղական կապ. Այն չունի հագեցվածություն և ուղղորդում, քանի որ վալենտային էլեկտրոնները բաշխված են բյուրեղի վրա հավասարաչափ: Մետաղներում ազատ էլեկտրոնների առկայությունը բացատրում է դրանց մի մասը ֆիզիկական հատկություններՄետաղական փայլ, պլաստիկություն, ճկունություն, ջերմահաղորդություն, անթափանցիկություն:

Կովալենտային կապի տեսակ

Այն առաջանում է ջրածնի ատոմի և բարձր էլեկտրաբացասականություն ունեցող տարրի միջև։ Կան ներմոլեկուլային ջրածնային կապեր։ Այս տեսակի կովալենտային կապը ամենափխրունն է, այն առաջանում է էլեկտրաստատիկ ուժերի ազդեցությամբ։ Ջրածնի ատոմն ունի փոքր շառավիղ, և երբ այս մեկ էլեկտրոնը տեղահանվում է կամ հեռանում, ջրածինը դառնում է դրական իոն՝ ազդելով մեծ էլեկտրաբացասականություն ունեցող ատոմի վրա։

Ի թիվս բնորոշ հատկություններԱռանձնացվում են կովալենտային կապեր՝ հագեցվածություն, ուղղորդվածություն, բևեռացում, բևեռականություն։ Այս ցուցանիշներից յուրաքանչյուրն ունի որոշակի արժեք առաջացած միացության համար։ Օրինակ, ուղղությունն է երկրաչափական ձևմոլեկուլները.

Երկու միացնող ատոմներին պատկանող զույգ էլեկտրոնների օգնությամբ քիմիական կապի ձևավորման գաղափարը առաջ է քաշվել 1916 թվականին ամերիկացի ֆիզիկոս քիմիկոս Ջ.Լյուիսի կողմից։

Կովալենտային կապ գոյություն ունի ատոմների միջև և՛ մոլեկուլներում, և՛ բյուրեղներում: Այն տեղի է ունենում և՛ միանման ատոմների միջև (օրինակ՝ H 2, Cl 2, O 2 մոլեկուլներում, ադամանդի բյուրեղներում), և՛ տարբեր ատոմների միջև (օրինակ՝ H 2 O և NH 3 մոլեկուլներում, SiC բյուրեղներում)։ Օրգանական միացությունների մոլեկուլների գրեթե բոլոր կապերը կովալենտ են (C-C, C-H, C-N և այլն)։

Կովալենտային կապի ձևավորման երկու մեխանիզմ կա.

1) փոխանակում;

2) դոնոր-ընդունող.

Կովալենտային կապի ձևավորման փոխանակման մեխանիզմայն է, որ միացնող ատոմներից յուրաքանչյուրը ապահովում է մեկ չզույգված էլեկտրոնի կողմից ընդհանուր էլեկտրոնային զույգի (կապ) առաջացումը։ Փոխազդող ատոմների էլեկտրոնները պետք է ունենան հակառակ սպիններ։

Դիտարկենք, օրինակ, ջրածնի մոլեկուլում կովալենտային կապի ձևավորումը։ Երբ ջրածնի ատոմները մոտենում են միմյանց, նրանց էլեկտրոնային ամպերը թափանցում են միմյանց, ինչը կոչվում է էլեկտրոնային ամպերի համընկնումը (նկ. 3.2), միջուկների միջև էլեկտրոնային խտությունը մեծանում է։ Միջուկները ձգվում են միմյանց: Արդյունքում համակարգի էներգիան նվազում է։ Ատոմների շատ ուժեղ մոտեցման դեպքում միջուկների վանողականությունը մեծանում է։ Հետևաբար, միջուկների միջև կա օպտիմալ հեռավորություն (կապերի երկարությունը l), որի դեպքում համակարգն ունի նվազագույն էներգիա։ Այս վիճակում էներգիա է ազատվում, որը կոչվում է կապող էներգիա E St.

Բրինձ. 3.2. Ջրածնի մոլեկուլի առաջացման ժամանակ էլեկտրոնային ամպերի համընկնման սխեման

Սխեմատիկորեն, ատոմներից ջրածնի մոլեկուլի ձևավորումը կարող է ներկայացվել հետևյալ կերպ (կետը նշանակում է էլեկտրոն, բարը նշանակում է զույգ էլեկտրոններ).

H + H→H: H կամ H + H→H - H:

IN ընդհանուր տեսարանայլ նյութերի AB մոլեկուլների համար.

A + B = A: B.

Կովալենտային կապի ձևավորման դոնոր-ընդունիչ մեխանիզմկայանում է նրանում, որ մի մասնիկը` դոնորը, ներկայացնում է էլեկտրոնային զույգ կապի ձևավորման համար, իսկ երկրորդը` ընդունողը` ազատ ուղեծիր.

A: + B = A: B.

դոնոր ընդունող

Դիտարկենք ամոնիակի մոլեկուլում և ամոնիումի իոնում քիմիական կապերի ձևավորման մեխանիզմները:

1. Կրթություն

Ազոտի ատոմն իր արտաքին էներգիայի մակարդակում ունի երկու զույգ և երեք չզույգված էլեկտրոն.

s - ենթամակարդակի վրա գտնվող ջրածնի ատոմն ունի մեկ չզույգված էլեկտրոն:

Ամոնիակի մոլեկուլում ազոտի ատոմի չզույգված 2p էլեկտրոնները կազմում են երեք էլեկտրոնային զույգ 3 ջրածնի ատոմների էլեկտրոնների հետ.

.

NH 3 մոլեկուլում փոխանակման մեխանիզմով առաջանում է 3 կովալենտ կապ։

2. Բարդ իոնի առաջացում՝ ամոնիումի իոն:

NH 3 + HCl = NH 4 Cl կամ NH 3 + H + = NH 4 +

Ազոտի ատոմն ունի էլեկտրոնների միայնակ զույգ, այսինքն՝ երկու էլեկտրոն՝ հակազուգահեռ սպիններով նույն ատոմային ուղեծրում։ ատոմային ուղեծրջրածնի իոնը չի պարունակում էլեկտրոններ (թափուր ուղեծր): Երբ ամոնիակի մոլեկուլը և ջրածնի իոնը մոտենում են միմյանց, փոխազդում են ազոտի ատոմի էլեկտրոնների միայնակ զույգը և ջրածնի իոնի դատարկ ուղեծիրը։ Էլեկտրոնների չկիսված զույգը սովորական է դառնում ազոտի և ջրածնի ատոմների համար, առաջանում է քիմիական կապ՝ ըստ դոնոր-ընդունիչ մեխանիզմի։ Ամոնիակի մոլեկուլի ազոտի ատոմը դոնորն է, իսկ ջրածնի իոնը՝ ընդունող.

.

Հարկ է նշել, որ NH 4 + իոնում բոլոր չորս կապերը համարժեք են և չեն տարբերվում, հետևաբար, իոնում լիցքը ապատեղայնացված է (ցրված) ամբողջ համալիրի վրա։

Դիտարկված օրինակները ցույց են տալիս, որ ատոմի կովալենտային կապեր ձևավորելու ունակությունը որոշվում է ոչ միայն մեկէլեկտրոնային, այլև 2էլեկտրոնային ամպերով կամ ազատ ուղեծրերի առկայությամբ։

Դոնոր-ընդունող մեխանիզմի համաձայն՝ կապերը ձևավորվում են բարդ միացություններ: - ; 2+ ; 2- և այլն:

Կովալենտային կապն ունի հետևյալ հատկությունները.

- հագեցվածություն;

- կողմնորոշում;

- բևեռականություն և բևեռացում:

կովալենտային կապ(լատիներեն «with» համատեղ և «vales» վավերականից) իրականացվում է երկու ատոմներին պատկանող էլեկտրոնային զույգով։ Ձևավորվում է ոչ մետաղների ատոմների միջև։

Ոչ մետաղների էլեկտրաբացասականությունը բավականին մեծ է, այնպես որ երկու ոչ մետաղների ատոմների քիմիական փոխազդեցության ժամանակ էլեկտրոնների ամբողջական փոխանցումը մեկից մյուսին (ինչպես դեպքում) անհնար է։ Այս դեպքում անհրաժեշտ է իրականացնել էլեկտրոնների միավորում:

Որպես օրինակ՝ եկեք քննարկենք ջրածնի և քլորի ատոմների փոխազդեցությունը.

H 1s 1 - մեկ էլեկտրոն

Cl 1s 2 2s 2 2 p6 3 s2 3 p5 - յոթ էլեկտրոն արտաքին մակարդակում

Երկու ատոմներից յուրաքանչյուրին պակասում է մեկ էլեկտրոն, որպեսզի ունենա ամբողջական արտաքին էլեկտրոնային թաղանթ: Իսկ ատոմներից յուրաքանչյուրը «ընդհանուր օգտագործման համար» հատկացնում է մեկ էլեկտրոն։ Այսպիսով, օկտետի կանոնը բավարարվում է. Սա ներկայացնելու լավագույն միջոցը Լյուիսի բանաձևերն են.

Կովալենտային կապի ձևավորում

Համօգտագործվող էլեկտրոններն այժմ պատկանում են երկու ատոմներին: Ջրածնի ատոմն ունի երկու էլեկտրոն (իր սեփական և քլորի ատոմի ընդհանուր էլեկտրոնը), իսկ քլորի ատոմն ունի ութ էլեկտրոն (իր սեփականը գումարած ջրածնի ատոմի ընդհանուր էլեկտրոնը)։ Այս երկու ընդհանուր էլեկտրոնները կազմում են կովալենտային կապ ջրածնի և քլորի ատոմների միջև։ Այն մասնիկը, որը ձևավորվում է, երբ կոչվում է երկու ատոմների կապ մոլեկուլ.

Ոչ բևեռային կովալենտային կապ

Երկուսի միջև կարող է ձևավորվել կովալենտային կապ նույնըատոմներ. Օրինակ:

Այս դիագրամը բացատրում է, թե ինչու ջրածինը և քլորը գոյություն ունեն որպես երկատոմային մոլեկուլներ: Երկու էլեկտրոնների զուգակցման և սոցիալականացման շնորհիվ հնարավոր է կատարել օկտետի կանոնը երկու ատոմների համար։

Բացի միայնակ կապերից, կարող է առաջանալ կրկնակի կամ եռակի կովալենտային կապ, ինչպես, օրինակ, թթվածնի O 2 կամ ազոտի N 2 մոլեկուլներում: Ազոտի ատոմներից յուրաքանչյուրն ունի հինգ վալենտային էլեկտրոն, ուստի ևս երեք էլեկտրոն է պահանջվում շերտը լրացնելու համար: Սա ձեռք է բերվում երեք զույգ էլեկտրոնների փոխանակման միջոցով, ինչպես ցույց է տրված ստորև.

Կովալենտային միացությունները սովորաբար գազեր են, հեղուկներ կամ համեմատաբար ցածր հալեցման պինդ նյութեր։ Հազվագյուտ բացառություններից է ադամանդը, որը հալվում է 3500°C-ից բարձր: Դա պայմանավորված է ադամանդի կառուցվածքով, որը ածխածնի կովալենտային կապով կապված ատոմների շարունակական վանդակ է, և ոչ թե առանձին մոլեկուլների հավաքածու: Իրականում, ցանկացած ադամանդի բյուրեղ, անկախ դրա չափից, մեկ հսկայական մոլեկուլ է:

Կովալենտային կապ է առաջանում, երբ երկու ոչ մետաղական ատոմների էլեկտրոնները միանում են իրար։ Ստացված կառուցվածքը կոչվում է մոլեկուլ։

Բևեռային կովալենտային կապ

Շատ դեպքերում երկու կովալենտային կապով ատոմներ ունեն տարբերէլեկտրաբացասականությունը և ընդհանուր էլեկտրոնները հավասարապես չեն պատկանում երկու ատոմների: Շատ ժամանակ նրանք ավելի մոտ են մեկ ատոմին, քան մյուսին: Ջրածնի քլորիդի մոլեկուլում, օրինակ, էլեկտրոնները, որոնք կազմում են կովալենտային կապ, գտնվում են քլորի ատոմին ավելի մոտ, քանի որ դրա էլեկտրաբացասականությունն ավելի բարձր է, քան ջրածինը: Այնուամենայնիվ, էլեկտրոններ ներգրավելու ունակության տարբերությունն այնքան մեծ չէ, որ տեղի ունենա էլեկտրոնի ամբողջական փոխանցում ջրածնի ատոմից քլորի ատոմ: Հետևաբար, ջրածնի և քլորի ատոմների միջև կապը կարելի է դիտարկել որպես իոնային կապի (լրիվ էլեկտրոնների փոխանցում) և ոչ բևեռային կովալենտային կապի (երկու ատոմների միջև զույգ էլեկտրոնների սիմետրիկ դասավորություն) խաչմերուկ։ Ատոմների մասնակի լիցքը նշվում է հունարեն δ տառով: Նման կապը կոչվում է բևեռային կովալենտ կապ, իսկ քլորաջրածնի մոլեկուլը համարվում է բևեռային, այսինքն՝ ունի դրական լիցքավորված վերջ (ջրածնի ատոմ) և բացասական լիցքավորված վերջ (քլորի ատոմ)։

Ստորև բերված աղյուսակում թվարկված են կապերի հիմնական տեսակները և նյութերի օրինակները.

Կովալենտային կապի ձևավորման փոխանակման և դոնոր-ընդունիչ մեխանիզմ

1) Փոխանակման մեխանիզմ. Յուրաքանչյուր ատոմ նպաստում է մեկ չզույգված էլեկտրոնին ընդհանուր էլեկտրոնային զույգին:

2) դոնոր-ընդունող մեխանիզմ. Մի ատոմ (դոնոր) ապահովում է էլեկտրոնային զույգ, իսկ մեկ այլ ատոմ (ընդունող) ապահովում է դատարկ ուղեծիր այս զույգի համար։

Աշխարհի կազմակերպման քիմիական մակարդակում վերջին դերից հեռու է կառուցվածքային մասնիկների միացման, փոխկապակցվածության ձևը։ Պարզ նյութերի ճնշող մեծամասնությունը, մասնավորապես ոչ մետաղները, ունեն կովալենտային ոչ բևեռային կապ, բացառությամբ մետաղների մաքուր ձևի, նրանք ունեն կապի հատուկ մեթոդ, որն իրականացվում է ազատ էլեկտրոնների սոցիալականացման միջոցով: բյուրեղյա վանդակ:

Որոնց տեսակներն ու օրինակները կնշվեն ստորև, ավելի ճիշտ, այդ կապերի տեղայնացումը կամ մասնակի տեղաշարժը կապող մասնակիցներից մեկին, բացատրվում է հենց այս կամ այն ​​տարրի էլեկտրաբացասական բնութագրով: Տեղաշարժը տեղի է ունենում դեպի ատոմ, որտեղ այն ավելի ուժեղ է:

Կովալենտային ոչ բևեռային կապ

Կովալենտային ոչ բևեռային կապի «բանաձևը» պարզ է. նույն բնույթի երկու ատոմները միավորում են իրենց վալենտային թաղանթների էլեկտրոնները միացվող զույգի մեջ։ Նման զույգը կոչվում է ընդհանուր, քանի որ այն հավասարապես պատկանում է կապի երկու մասնակիցներին: Զույգ էլեկտրոնների տեսքով էլեկտրոնների խտության սոցիալականացման շնորհիվ է, որ ատոմներն անցնում են ավելի կայուն վիճակի, քանի որ նրանք լրացնում են իրենց արտաքին էլեկտրոնային մակարդակը, իսկ «օկտետը» (կամ «կրկնակի» դեպքում՝ պարզ ջրածնային նյութ H 2, այն ունի մեկ s-ուղիղ, որի ավարտի համար անհրաժեշտ է երկու էլեկտրոն) արտաքին մակարդակի վիճակն է, որին ձգտում են բոլոր ատոմները, քանի որ դրա լրացումը համապատասխանում է նվազագույն էներգիայի վիճակին:

Ոչ բևեռային կովալենտային կապի օրինակ է անօրգանական և, որքան էլ տարօրինակ հնչի, բայց նաև օրգանական քիմիաՆույնը. Կապի այս տեսակը բնորոշ է բոլոր պարզ նյութերին` ոչ մետաղներին, բացառությամբ ազնիվ գազերի, քանի որ իներտ գազի ատոմի վալենտական ​​մակարդակն արդեն ավարտված է և ունի էլեկտրոնների օկտետ, ինչը նշանակում է, որ նմանի հետ կապը չի առաջացնում. իմաստալից է դրա համար և նույնիսկ ավելի քիչ էներգետիկ առումով օգտակար է: Օրգանիկայի մեջ ոչ բևեռականությունը առաջանում է որոշակի կառուցվածքի առանձին մոլեկուլներում և պայմանական է։

կովալենտ բևեռային կապ

Ոչ բևեռային կովալենտային կապի օրինակը սահմանափակվում է պարզ նյութի մի քանի մոլեկուլներով, մինչդեռ դիպոլային միացությունները, որոնցում էլեկտրոնի խտությունը մասամբ տեղափոխվում է դեպի ավելի էլեկտրաբացասական տարր, մեծամասնություն են կազմում: Տարբեր էլեկտրաբացասական արժեքներով ատոմների ցանկացած համադրություն տալիս է բևեռային կապ: Մասնավորապես, օրգանական նյութերում կապերը կովալենտ են բևեռային կապեր. Երբեմն իոնային, անօրգանական օքսիդները նույնպես բևեռային են, իսկ աղերի և թթուների մեջ գերակշռում է կապի իոնային տեսակը։

Միացությունների իոնային տեսակը երբեմն համարվում է բևեռային կապի ծայրահեղ դեպք: Եթե ​​տարրերից մեկի էլեկտրաբացասականությունը շատ ավելի բարձր է, քան մյուսինը, ապա էլեկտրոնային զույգը կապի կենտրոնից ամբողջությամբ տեղափոխվում է դեպի այն։ Այսպես է տեղի ունենում իոնների բաժանումը։ Էլեկտրոնային զույգը վերցնողը վերածվում է անիոնի և ստանում բացասական լիցք, իսկ էլեկտրոն կորցնողը վերածվում է կատիոնի և դառնում դրական։

Կովալենտային ոչ բևեռային կապի տիպով անօրգանական նյութերի օրինակներ

Կովալենտային ոչ բևեռային կապ ունեցող նյութերն են, օրինակ, բոլոր երկուական գազի մոլեկուլները՝ ջրածին (H - H), թթվածին (O \u003d O), ազոտ (իր մոլեկուլում 2 ատոմ միացված է եռակի կապով (N ≡ N)); հեղուկներ և պինդ նյութերքլոր (Cl - Cl), ֆտոր (F - F), բրոմ (Br - Br), յոդ (I - I): Ինչպես նաև տարբեր տարրերի ատոմներից բաղկացած բարդ նյութեր, սակայն էլեկտրաբացասականության փաստացի նույն արժեքով, օրինակ՝ ֆոսֆորի հիդրիդը՝ PH 3։

Օրգանական և ոչ բևեռային կապ

Պարզ է, որ ամեն ինչ բարդ է։ Հարց է առաջանում՝ ինչպե՞ս կարող է բարդ նյութի մեջ լինել ոչ բևեռային կապ։ Պատասխանը բավականին պարզ է, եթե մի փոքր տրամաբանորեն մտածեք։ Եթե ​​հարակից տարրերի էլեկտրաբացասականության արժեքները մի փոքր տարբերվում են և չեն ձևավորվում միացության մեջ, ապա այդպիսի կապը կարելի է համարել ոչ բևեռային: Ածխածնի և ջրածնի հետ կապված իրավիճակը հենց այսպիսին է. օրգանական նյութերի բոլոր C-H կապերը համարվում են ոչ բևեռային:

Ոչ բևեռային կովալենտային կապի օրինակ է մեթանի մոլեկուլը, ամենապարզը, որը բաղկացած է մեկ ածխածնի ատոմից, որն, ըստ իր վալենտության, մեկ կապերով միացված է ջրածնի չորս ատոմներին։ Իրականում, մոլեկուլը դիպոլ չէ, քանի որ դրա մեջ լիցքերի տեղայնացում չկա՝ ինչ-որ չափով պայմանավորված քառանիստ կառուցվածքով։ Էլեկտրոնների խտությունը հավասարաչափ բաշխված է։

Ոչ բևեռային կովալենտային կապի օրինակ կա ավելի բարդ օրգանական միացություններ. Այն իրականացվում է մեզոմերային էֆեկտների շնորհիվ, այսինքն՝ էլեկտրոնի խտության հաջորդական հեռացման շնորհիվ, որն արագորեն մարում է ածխածնային շղթայի երկայնքով: Այսպիսով, հեքսաքլորէթանի մոլեկուլում C - C կապը ոչ բևեռային է՝ վեց քլորի ատոմներով էլեկտրոնային խտության միատեսակ ձգման պատճառով:

Այլ տեսակի հղումներ

Բացի կովալենտային կապից, որն, ի դեպ, կարող է իրականացվել նաև դոնոր-ընդունիչ մեխանիզմով, կան իոնային, մետաղական և ջրածնային կապեր։ Համառոտ բնութագրերնախավերջին երկուսը ներկայացված են վերևում։

Ջրածնային կապը միջմոլեկուլային էլեկտրաստատիկ փոխազդեցություն է, որը դիտվում է, եթե մոլեկուլը պարունակում է ջրածնի ատոմ և ցանկացած այլ ատոմ, որն ունի չկիսված էլեկտրոնային զույգեր։ Այս տեսակի կապը շատ ավելի թույլ է, քան մյուսները, բայց քանի որ այս կապերից շատերը կարող են ձևավորվել նյութում, այն զգալի ներդրում է ունենում միացության հատկությունների մեջ: