Home  / Учебник ОБЩАЯ ХИМИЯ / Глава 4. Химическая связь / Выводы к разделу ковалентная связь

Выводы к разделу ковалентная связь

Экспериментально доказано, что атомы связываются в молекулы. Чтобы разорвать молекулу на атомы, следует сообщить ей энергию. Чтобы разбить молекулу водорода (H₂) на два атома, необходимо нагреть водород до температуры свыше 3,000 K или израсходовать энергии более чем 400 кДж/моль.

При 3,000 K ядра атомов водорода имеют энергию около 20 кДж/моль. Поскольку атомы не содержат в себе никаких других частиц кроме электронов, мы можем сделать вывод, что энергия, затраченная на то, чтобы разорвать молекулу на атомы, поглощается электронами.

Выигрыш в энергии при образования связей происходит, когда электроны молекулы начинают вращаться в поле объединенного положительного заряда связываемых атомов.

Энергии электронов пропорциональны квадрату зарядов ядра, а энергия отталкивания внутри ядра пропорциональна зарядам в первой степени. Вот почему, когда атомы приближаются друг к другу до определенной точки, энергия системы уменьшается.

Когда из атомов формируется молекула, абсолютные значения кинетической и потенциальной энергии электронов возрастают. Выигрыш энергии обусловлен тем фактом, что увеличение потенциальной энергии в два раза больше, чем увеличение кинетической энергии электронов. То есть, в процессе образования химической связи электроны вращаются вокруг большего положительного заряда и на меньшем расстоянии от этого заряда, что является причиной большей стабильности системы. Эта стабильность определяется энергией, которую нужно добавить системе для того, чтобы она распалась на составные части. В случае молекул и атомов, это энергия, необходимая для распада этих систем на электроны и ядра.

В двухатомных молекулах положительно заряженные ядра связываются электронами, которые вращаются в плоскости, перпендикулярной оси, соединяющей ядра. Для этой системы вычислены все основные параметры.

В результате вычислений было обнаружено, что:

1.  Когда связываемые атомы имеют одинаковую ПЭИ, плоскость вращения электронов находится на равном  расстоянии от связываемых атомов. Если ПЭИ атомов различны, плоскость вращения будет сдвинута к ядру атома с большей ПЭИ. В образовании химической связи принимает участие два электрона.
2. Оба связывающих электрона проникают во внешнюю оболочку обоих связываемых атомов.
3. В процессе образования химической связи количество электронов в этих внешних оболочках связываемых атомов увеличивается на единицу.
4. Максимальное число электронов, которое может содержать внешняя оболочка, равно количеству электронов в оболочках благородных газов ближайших к ней по таблице элементов. Благородные газы не могут присоединять электроны во внешнюю оболочку, даже когда заряд ядра увеличивается на 1 протонную единицу; следовательно, они не могут образовывать ковалентные связи.
5. Таким образом, количество ковалентных связей, которые может образовывать атом (валентность атома), определяется числом электронов во внешней оболочке данного атома (один электрон внешней оболочки тратится на образование одной связи) и максимальным числом электронов, которое может содержать  внешняя оболочка данного атома (количество электронов во внешней оболочке увеличивается на 1 единицу).

    Принципы образования связи в многоэлектронных атомах >>

   Потенциал ионизации и энергия связи в двухатомных молекулах >>

   Энергия связи >>

   Длина связи >>

   G-теория химической связи >>  

   Правило валентности >>

   Донорно-акцепторная связь >>

   Ван-дер-ваальсовая связь >>

   Изомеризация. Динамическая связь >>

   Основы стереохимии >>

   Выводы к разделу Ковалентная связь
   
   Вопросы к четвертой главе  >> 
   
   Глава 5 >>