Ковалентная химическая связь

Ковалентная связь — это связь, которая чаще всего соединяет атомы неметаллов в молекулах и кристаллах. О том, какой тип химической связи называется ковалентной, речь идет в этой статье.

Что такое ковалентная химическая связь?

Ковалентная химическая связь – это связь, которая осуществляется путем образования пар общих электронов (связь.

Если между двумя атомами имеется общая пара электронов, то такая связь называется простой (обыкновенной), если две — двойной, если три — тройной.

Связь обычно обозначается горизонтальной линией между атомами. Например, в молекуле водорода одинарная связь: НН; в молекуле кислорода имеется двойная связь: О=О; в молекуле азота тройная связь:

Рис. 1. Тройная связь в молекуле азота.

Чем больше кратность связей, тем прочнее молекула: наличие тройной связи объясняет высокую химическую устойчивость молекул азота.

Образование и виды ковалентной связи

Различают два механизма образования ковалентной связи: обменный механизм и донорно-акцепторный механизм:

• обменный механизм. В обменном механизме образования общей электронной пары каждый из двух связанных атомов дает неспаренный электрон. Именно это и происходит, например, при образовании молекулы водорода.

Рис. 2. Образование молекулы водорода.

Общая пара электронов принадлежит каждому из связанных атомов, то есть их электронная оболочка является полной.

• донорно-акцепторный механизм. В донорно-акцепторном механизме общей парой электронов является один из связывающих атомов, более электроотрицательный. Второй атом представляет собой свободную орбиталь для общей пары электронов.

Рис. 3. Образование ионов аммония.

При этом образуется ион аммония NH4+. Этот положительно заряженный ион (катион) образуется при взаимодействии газообразного аммиака с любой кислотой. В кислом растворе имеются катионы водорода (протоны), в водородной среде они образуют катион гидроксония H3O+. Формула аммиака – NH3: молекула состоит из одного атома азота и трех атомов водорода, связанных одинарными ковалентными связями по обменному механизму. Атом азота имеет одну неподеленную пару электронов. Он обеспечивает его общим, как донором, иону водорода Н+, имеющему свободную орбиталь.

Ковалентные химические связи в химических веществах могут быть полярными и неполярными. Связь не имеет дипольного момента, то есть полярности, если соединяются два атома одного и того же элемента, имеющие одинаковое значение электроотрицательности. Например, связь в молекуле водорода неполярна.

В молекуле HCl атомы с разной электроотрицательностью соединены одинарной ковалентной связью. Общая пара электронов движется к хлору, который имеет более высокое сродство к электрону и электроотрицательность. Возникает дипольный момент, связь становится полярной. При этом происходит частичное разделение зарядов: атом водорода становится положительным концом диполя, а атом хлора — отрицательным.

Любая ковалентная связь имеет следующие характеристики: энергия, длина, кратность, полярность, поляризуемость, насыщенность, ориентация в пространстве