Глава 9. Строение вещества

Ковалентная связь атомов при образовании молекул простых веществ

С учётом сказанного выше составим схему образования молекулы водорода:

Подобным образом осуществляется связь между атомами фтора, но у них формируется завершённый внешний восьмиэлектронный уровень.

Схема образования молекулы фтора — F₂:

В молекулах водорода и фтора атомы связаны одной общей электронной парой. Такую связь называют одинарной.

Химическая связь между атомами в молекулах может быть образована с помощью большего числа электронных пар. Это зависит от строения взаимодействующих атомов. Рассмотрим, как образуется молекула азота.

Химический элемент азот расположен в V группе главной подгруппы (VA-группе) периодической системы элементов, следовательно, на внешнем электронном слое у атома азота 5 электронов, из которых 3 — неспаренных (8 - V = 3):

С помощью обобществления электронных пар объединяются атомы в двухатомной молекуле азота N₂.

Связь между атомами здесь тройная:

Американский физикохимик Дж. Льюис ввёл электронные формулы веществ, отражающие природу ковалентной связи, которые затем назвали формулами Льюиса. В этих формулах валентные электроны внешнего слоя условно изображены точкой. В них ковалентная связь или связи обозначены общей электронной парой. Например:

Если электронные пары, осуществляющие химическую связь, обозначать также чёрточками, получается структурная формула вещества.

Сl - Сl 0 = 0 N ≡ N

Увеличение числа электронных пар, связывающих атомы в молекулу, увеличивает прочность молекул:

Химическая связь между атомами, осуществляемая общими электронными парами, называется ковалентной.

Приставка ко- означает «совместное участие». В данном случае — участие двух атомов в реализации своей валентности. С помощью ковалентной связи между атомами неметаллов образуются молекулы простых веществ, а также многих сложных веществ.

Посредством ковалентной связи могут объединяться в двухатомные молекулы также атомы металлических элементов. Такие молекулы существуют в парах металла. Так, при нагревании кусочки твёрдого металла лития превращаются в пар, в котором находятся двухатомные молекулы Li₂. Их образование можно представить следующей схемой:

Основные понятия

Химическая связь • Валентность • Валентные электроны • Ковалентная связь • Общая электронная пара

Вопросы и задания

1. Какая химическая связь называется ковалентной? Почему она так названа?

2. Изобразите схему образования молекулы водорода и кислорода, объясните механизм образования химической связи.

3. При каких условиях атомы одного элемента могут соединяться друг с другом, образуя молекулы простых веществ, и в чём особенность этой ковалентной связи?

4. Сравните химические связи между атомами в молекулах фтора, кислорода и азота. В чём сходство и различия в образовании молекул этих веществ?

<<< К началу параграфа