§ 3. Химическая связь

1. Какие вещества существуют в форме свободных атомов? Объясните причину такого явления.

Благородные газы (элементы VIIIA‑группы) существуют в форме свободных атомов, чьи простые вещества состоят из одноатомных молекул. Причина: У атомов этих элементов на внешнем энергетическом уровне находится максимально возможное число электронов (2 у гелия и по 8 у остальных). Такой энергетический уровень называется завершенным и считается самым устойчивым, поэтому они не стремятся к образованию соединений.

2. Почему большинство атомов в природе существует в виде различных соединений?

У большинства атомов внешние энергетические уровни незавершены; стремясь завершить их (приобрести электронное строение ближайшего благородного газа), атомы вступают в химическое взаимодействие и образуют соединения.

3. Что представляет собой химическая связь? Каковы ее природа и условия образования?

Химическая связь — это взаимодействие, связывающее отдельные атомы в более сложные системы (молекулы, атомные кристаллы и др.). Природа связи – электростатическая (притяжение разноимённых и отталкивание одноимённых зарядов). Связь образуется, когда атомы достигают более устойчивого электронного состояния; при этом всегда выделяется энергия.

4. Укажите основные типы химической связи. Что общего и каковы различия между ними?

Ковалентная, ионная, металлическая.

Общее: электростатическая природа; образование более устойчивого состояния; сопровождается выделением энергии.

Различия заключаются в способе достижения атомами устойчивого состояния: ковалентная связь возникает между атомами неметаллов в результате образования общих электронных пар; ионная связь образуется при значительном различии электроотрицательностей атомов за счет полного перехода электрона от одного атома к другому и последующего электростатического притяжения образовавшихся ионов; металлическая связь характерна для металлов и осуществляется за счет притяжения между положительно заряженными ионами металла и обобществленными электронами («электронным газом»).

5. Дайте определение ковалентной связи. Составьте электронные схемы образования ковалентной связи в молекулах Сl₂, О₂ и N₂.

Ковалентная связь — это связь, возникающая в результате образования общих электронных пар между двумя атомами.

6. Изобразите электронные и структурные формулы молекул H₂O, CH₄, NH₃, HBr.

7. Дайте определение ионной связи. Какие общие черты и какие различия имеются у ковалентной и ионной связи?

Ионная связь — это химическая связь, осуществляющаяся за счёт притяжения противоположно заряженных ионов; возникает при практически полном переходе электрона от атома металла к атому более электроотрицательного неметалла при значительной разности электроотрицательностей.

Общие черты: обе являются видами химической связи, имеют электростатическую природу, при их образовании выделяется энергия, способствуют достижению устойчивого (благородного) электронного состояния.

Различия

Способ образования: ковалентная – за счёт общих электронных пар; ионная – за счёт притяжения ионов после перехода электрона.

Распределение электронов: ковалентная может быть неполярной (у одинаковых атомов) или полярной (смещение пары к более электроотрицательному атому); при ионной связи имеет место практически полный перенос электрона.

Тип частиц и строение: ковалентная характерна для неметаллов и приводит к образованию молекул или атомных кристаллов; ионная даёт твёрдые вещества с ионной кристаллической решёткой, а формула отражает простейшее соотношение ионов.

8. Из предложенного перечня выберите формулы веществ с ионной, ковалентной полярной и ковалентной неполярной связью: BaCl₂, H₂S, N₂, HBr, CO₂, Cl₂, NaI.

Ионная: BaCl₂, NaI.

Ковалентная полярная: H₂S, HBr, CO₂.

Ковалентная неполярная: N₂, Cl₂.