Схемы образования химических элементов

В настоящее время открыто 118 химических элементов. Все они способны образовывать химические вещества посредством химических связей. Что такое химический элемент и с помощью каких связей образуются новые вещества?

Что такое химический элемент?

Определенный тип атома называется химическим элементом. В настоящее время известно 118 химических элементов. Каждый элемент обозначается символом, представляющим одну или две буквы его латинского названия. Например, водород обозначается латинской буквой H, первой буквой латинского названия этого элемента Hydrogenium.

Все достаточно хорошо изученные элементы имеют обозначения и названия, которые можно найти в Периодической таблице, где все они расположены в определенном порядке.

Основным свойством атома, связывающим его с тем или иным элементом, является заряд ядра

Химические связи

Образование химических веществ происходит посредством химических связей. Химическая связь — это сила, удерживающая атомы вместе в молекулах или кристаллах. Эти силы носят электростатический характер, ядра связанных атомов притягиваются друг к другу за счет наличия между ними области более высокой электронной плотности.

Увеличение электронной плотности происходит за счет перекрытия электронных орбиталей в области связи, так как расстояние между ядрами связанных атомов меньше суммы атомных радиусов. Межъядерное расстояние принимается за длину химической связи. Образование связи происходит только в том случае, если этот процесс энергетически выгоден, поэтому образование связи всегда сопровождается выделением энергии.

Рис. 1. Образование химической связи.

Энергия химической связи – это величина энергии (в кДж/моль), которая должна быть затрачена на разрыв связи и которая выделяется при ее образовании.

При образовании связей, как правило, для связанных атомов достраивается октет (восемь) электронов, то есть достраивается их внешняя оболочка электронов, что придает устойчивость молекуле или кристаллу и обуславливает сбалансированность этой системы.

Схемы образования химических элементов бывают атомарными или ковалентными (полярными и неполярными), ионными, металлическими, водородными:

• ковалентная химическая связь – это связь, возникающая за счет образования общих электронных пар. Между атомами с одинаковой электроотрицательностью образуется неполярная ковалентная связь. Полярная ковалентная связь образуется между атомами, электроотрицательность которых незначительно отличается.

Рис. 2. Ковалентная химическая связь.

• ионная связь — химическая связь, возникающая между ионами в результате действия электростатических сил притяжения
• металлическая связь — характерна для элементов, атомы которых на внешнем уровне имеют мало валентных электронов, слабо удерживаемых в атоме и большое количество энергетически близких свободных орбиталей.
• водородная связь — слабая связь физического характера, которая образуется между молекулами, содержащими электроотрицательные атомы (кислород О, азот N), имеющими неподеленную пару электронов, и молекулами, в которых атом водорода имеет небольшой положительный заряд.

Рис. 3. Водородная химическая связь.