Сайт учителя химии Черкасовой Елены Михайловны

Ковалентная химическая связь

Ковалентная химическая связь – это связь, возникающая между атомами за счет образования общих электронных пар.

Механизм образования такой связи может быть обменный или донорно-акцепторный.

Обменный механизм действует, когда атомы образуют общие электронные пары за счет объединения неспаренных электронов.

Например:

1. Н₂ – водород:

2. Связь возникает благодаря образованию общей электронной пары s-электронами атомов водорода (перекрыванию s-орбиталей):

3. HCl – хлороводород:
4. Связь возникает за счет образования общей электронной пары из s- и p-электронов (перекрывания s–p-орбиталей):
5. Cl₂ – в молекуле хлора ковалентная связь образуется за счет непарных p-электронов (перекрывания p–p-орбиталей):

6. N₂ – в молекуле азота между атомами образуются три общие электронные пары: N₂

По способу перекрывания электронных орбиталей различают σ- и π-ковалентные связи (сигма- и пи-).

В молекуле азота одна общая электронная пара образуется за счет σ-связи (электронная плотность находится в одной области, расположенной на линии, соединяющей ядра атомов; связь прочная).

Две другие общие электронные пары образуются за счет π-связей, то есть бокового перекрывания p-орбиталей в двух областях; π-связь менее прочна, чем σ-связь.

В молекуле азота между атомами существует одна σ-связь и две π-связи, которые находятся во взаимно перпендикулярных плоскостях (так как взаимодействуют 3 неспаренных p-электрона каждого атома).

Следовательно, σ-связи могут образовываться за счет перекрывания электронных орбиталей:s-s,s-p,p-p

а также за счет перекрывания «чистых» и гибридных орбиталей  s-sp³, sp²-sp²

По числу общих электронных пар, связывающих атомы, то есть по кратности, различают ковалентные связи:одинарные, двойные, тройные

По степени смещенности общих электронных пар к одному из связанных ими атомов ковалентная связь может быть неполярной и полярной. При неполярной ковалентной связи общие электронные пары не смещены ни к одному из атомов, так как эти атомы имеют одинаковую электроотрицательность (ЭО) – свойство оттягивать к себе валентные электроны от других атомов.

Ковалентную химическую связь, образующуюся между атомами с одинаковой электроотрицательностью, называют неполярной.

Посредством ковалентной неполярной связи образованы молекулы простых веществ-неметаллов.

Значения относительной электроотрицательности фосфора и водорода практически одинаковы: ЭО (Н) = 2,1; ЭО (Р) = 2,1, поэтому в молекуле фосфина PH₃ связи между атомом фосфора и атомами водорода ковалентные неполярные.

Ковалентную химическую связь между атомами элементов, электроотрицательности которых различаются, называют полярной.