|
Химическая связь
[chemical bond] – взаимодействие между атомами, обусловленное их стремлением к достижению стабильных электронных конфигураций: заполненных орбиталей одного энергетич. уровня (инертные металлы) либо заполненных проггущенных d- или f-орбиталей. Можно выделить три основных способа достижения стабильной конфигурации электронов в атоме, в соответствии с которыми различают ионную (в т. ч. межмолекуляр. и водородную), ковалентную (в т. ч. донорно-акцепторную) и металлич. связи, причем эти типы связи практически не проявляются в чистом виде, а представляют собой смешанную ионно-ковалентно-металлич. связь с разными пропорциями компонентов в разл. химич. соединениях (см. Кристаллическая структура). Перераспределение электронов между взаимодействующими атомами ведет к образованию катионов и анионов (напр. Na+ и Cl− в галите), электростатическое притяжение между ними составляет ионную связь (Kossel W., 1916), которая характеризуется отсутствием направленности и часто описывается плотнейшей упаковкой, в которой координационное число катиона и его координационный полиэдр определяются относительными размерами ионов; важнейшие примеры – существенно ионная связь нететраэдрич. катионов с кислородом в силикатах и др. кислородных соединениях. Совместное владение взаимодействующими атомами одной электронной парой представляет собой ковалентную связь, перекрывание электронных орбиталей атомов делает ее наиболее прочной. Координация атомов определяется направленностью связей. Понятия «плотнейшая упаковка», «катион» и «анион» не применимы к ковалентным соединениям (Lewis G.N., 1916). Для природ. соединений типична ковалентная связь по оси взаимодействующих атомов – σ-связь. Для нее характерны гибридные орбитали (Pauling L., 1928), важнейшими из которых при описании м-лов являются треугольная sp2-гибридизация и тетраэдрич. sp3-гибридизация. Х. с., образованная по ковалентному механизму между атомами разных химич. элементов, называется донорно-акцепторной связью. Если обобществляются валентные электроны всех атомов к-ла, образуется металлическая связь; структуру металла можно рассматривать как состоящую из шаров (катионов металлов), между которыми движутся свободные электроны, ответственные за металлич. блеск, высокую электрич. проводимость, теплопроводность и т. п. Межмолекулярные связи (или остаточные связи) между электронейтральными молекулами имеют, как и ионная связь, электростатическую природу. Наиболее сильным диполь-дипольным взаимодействием является водородная связь, которая проявляется между катионом водорода (протоном) одной молекулы и атомом одного из наиболее электроотрицательных элементов F, O, N в др. молекуле. Водородная связь важна в орг. соединениях и в процессах жизнедеятельности, в частности в нефти и нефтепродуктах, напр. в парафинах. См. Радиусы атомов и ионов.
|
