Ковалентний зв'язок, його утворення. Полярний і неполярний ковалентний зв’язок. Електронні формули молекул.

Ковалентний зв'язок утворюється при взаємодії неметалічних елементів. Атоми неметалічних елементів мають високу електронегативність і намагаються заповнити зовнішній електронний шар за рахунок чужих електронів. Два таких атома можуть перейти в стійкий стан, якщо об'єднають свої електрони.

Ковалентний зв'язок — це зв'язок між атомами неметалічних елементів, він утворюється за рахунок спільних електронних пар.

Розглянемо виникнення ковалентного зв'язку в простих речовинах.

1. Утворення молекули водню.

Кожен атом Гідрогену має один електрон. Для переходу в стійкий стан йому необхідний ще один електрон.

При зближенні двох атомів електронні хмари перекриваються. Утворюється спільна електронна пара, яка зв'язує атоми Гідрогену в молекулу.

У просторі між двома ядрами спільні електрони бувають частіше, ніж в інших місцях. Там формується область з підвищеною електронною густиною і негативним зарядом. Позитивно заряджені ядра притягуються до неї, і утворюється молекула.

При цьому кожен атом отримує завершений зовнішній рівень, що містить два електрони і переходить у стійкий стан.

Ковалентний зв'язок з утворенням однієї спільної електронної пари називається одинарним.

Спільні електронні пари (ковалентні зв'язки) утворюються за рахунок неспарених електронів, розташованих на зовнішніх енергетичних рівнях атомів, що взаємодіють.

У Гідрогену — один неспарений електрон. Для інших елементів їх число дорівнює різниці «8 – №» групи.

Неметали VIIА групи (галогени) мають на зовнішньому шарі один неспарений електрон.

У неметалів VIА групи (Оксиген, Сульфур) таких електронів два.

У неметалів VА групи (Нітроген, Фосфор) — три неспарених електрони.

2. Утворення молекули фтору.

Атом Флуору на зовнішньому рівні має сім електронів. Шість з них утворюють пари, а сьомий — неспарений.

При сполученні атомів утворюється одна спільна електронна пара, тобто виникає один ковалентний зв'язок. Кожен атом отримує завершений восьмиелектронний зовнішній шар. Зв'язок у молекулі фтору — одинарний. Такі ж одинарні зв'язки існують в молекулах хлору, брому та йоду.

Якщо атоми мають кілька неспарених електронів, то утворюються дві або три спільні пари.

3. Утворення молекули кисню.

В атомі Оксигену на зовнішньому рівні — два неспарених електрона.

При взаємодії двох атомів Оксигену виникають дві спільні електронні пари. Кожен атом заповнює свій зовнішній рівень до восьми електронів. Зв'язок в молекулі кисню — подвійний.

4. Утворення молекули азоту.

Атом Нітрогену має три неспарених електрони на зовнішньому рівні.

У молекулі утворюються три спільні електронні пари. Зв'язок в молекулі азоту — потрійний.

Утворення ковалентних зв'язків показують структурні (графічні) формули, в яких спільна електронна пара позначається рискою. Одна риска між атомами позначає одинарний зв'язок, дві риски — подвійний, три риски — потрійний:

H−H,F−F,Cl−Cl;

O=O,N≡N.Спільні електронні пари, які утворюються в простих речовинах H2,O2,Cl2,F2,N2, в однаковій мірі належать обом атомам. Такий ковалентний зв'язок називається неполярним.

Ковалентний неполярний зв'язок сполучає атоми в простих речовинах — неметалах.

Якщо ковалентний зв'язок утворюється між різними атомами, то спільна електронна пара зміщується до того з них, який має вищу електронну негативність (ЕН). Він отримує частковий негативний заряд. Атом, що має меншу ЕН, стає зарядженим позитивно. У цьому випадку утворюється полярний ковалентний зв'язок.

Ковалентний полярний зв'язок утворюється між атомами неметалів у складних речовинах.

Розглянемо утворення ковалентних зв'язків в складних речовинах.

1. Утворення молекули гідроген хлориду.

В атомі Гідрогену на зовнішньому рівні міститься один електрон. У Хлорі на зовнішньому рівні сім електронів, один з яких неспарений.

Утворюється одна спільна електронна пара, яка зміщена до атома Хлору. У результаті з'являються часткові заряди: на атомі Хлору — негативний, а на атомі Гідрогену — позитивний. Зміщення електронної густини прийнято позначати грецькою літерою дельта δ:

Структурна формула гідроген хлориду H−Cl

Подібним чином сполучаються атоми в інших молекулах Гідрогену з галогенами:

H−F,H−Br,H−I.

2. Утворення молекули води.

На зовнішньому рівні атома Оксигену — шість електронів, два з яких неспарені.

Атом Оксигену утворює дві спільні електронні пари з двома атомами Гідрогену.

Електронна густина цих спільних пар зміщена до більш електронегативного Оксигену. Атом Оксигену має негативний заряд, а атоми Гідрогену — позитивний.

Подібну будову має молекула гідроген сульфіду (сірководню). Структурні формули води і гідроген сульфіду:

H−O|H H−S|H

3. Утворення молекули амоніаку.

У атома Нітрогену п'ять зовнішніх електронів, три з яких — неспарені.

Атом Нітрогену приєднує до себе три атоми Гідрогену.

Нітроген — більш електронегативний елемент, тому на його атомі буде негативний заряд, а на атомах Гідрогену — позитивні заряди.

Так само утворюються зв'язки у фосфіну. Структурні формули амоніаку і фосфіну:

H−N−H|H H−P−H|H

Виконайте тестування

Виконайте інтерактивні вправи