Departe de ultimul rol la nivel chimic al organizării lumii îl joacă metoda de conectare a particulelor structurale, interconectarea. Marea majoritate a substanțelor simple, și anume nemetale, au o legătură de tip covalent nepolar, cu excepția gazelor inerte. Metalele în forma lor pură au un mod special de legătură, care se realizează prin socializarea electronilor liberi din rețeaua cristalină.
Toate substanțele complexe (cu excepția unora organice) au legături chimice polare covalente. Tipurile și exemplele acestor compuși vor fi discutate mai jos. Între timp, este necesar să aflăm ce caracteristică a atomului afectează polarizarea legăturii.
Electronegativitate
Atomii, sau mai degrabă nucleele lor (care, după cum știm, sunt încărcate pozitiv), au capacitatea de a atrage și de a menține densitatea electronilor, în special, în timpul formării unei legături chimice. Această proprietate a fost numită electronegativitate. În tabelul periodic, valoarea sa crește în perioade și subgrupe principale de elemente. Valoarea electronegativității nu este întotdeauna constantă și se poate modifica, de exemplu, la schimbarea tipului de hibridizare careorbitali atomici.
Legături chimice, ale căror tipuri și exemple vor fi indicate mai jos, sau mai degrabă, localizarea sau deplasarea parțială a acestor legături la unul dintre participanții de legare, se explică tocmai prin caracteristica electronegativă a unuia sau altuia. Deplasarea are loc la atomul pentru care este mai puternic.
Legătură covalentă nepolară
„Formula” unei legături covalente nepolare este simplă - doi atomi de aceeași natură unesc electronii învelișului lor de valență într-o pereche de articulații. O astfel de pereche se numește partajată deoarece aparține în mod egal ambilor participanți la legare. Datorită socializării densității de electroni sub forma unei perechi de electroni, atomii trec într-o stare mai stabilă, pe măsură ce își completează nivelul electronic extern, iar „octetul” (sau „dubletul” în cazul o substanță hidrogen simplă H2, are un singur orbital s, care necesită doi electroni pentru a se completa) este starea nivelului exterior la care aspiră toți atomii, deoarece umplerea sa corespunde starea cu energie minimă.
Un exemplu de legătură covalentă nepolară există în anorganic și, oricât de ciudat ar suna, dar și în chimia organică. Acest tip de legătură este inerent tuturor substanțelor simple - nemetale, cu excepția gazelor nobile, deoarece nivelul de valență al unui atom de gaz inert este deja finalizat și are un octet de electroni, ceea ce înseamnă că legarea cu unul similar nu face sens pentru aceasta și este și mai puțin benefică din punct de vedere energetic. În substanțele organice, nepolaritatea apare în molecule individualeo anumită structură și este condiționată.
Legătură polară covalentă
Un exemplu de legătură covalentă nepolară este limitat la câteva molecule dintr-o substanță simplă, în timp ce compușii dipol în care densitatea electronilor este parțial deplasată către un element mai electronegativ sunt marea majoritate. Orice combinație de atomi cu valori diferite de electronegativitate dă o legătură polară. În special, legăturile din substanțele organice sunt legături polare covalente. Uneori, oxizii ionici, anorganici sunt de asemenea polari, iar în săruri și acizi predomină tipul ionic de legare.
Ca un caz extrem de legare polară, tipul ionic de compuși este uneori considerat. Dacă electronegativitatea unuia dintre elemente este semnificativ mai mare decât cea a celuil alt, perechea de electroni este complet deplasată de la centrul de legătură la acesta. Așa are loc separarea în ioni. Cel care ia o pereche de electroni se transformă într-un anion și primește o sarcină negativă, iar cel care pierde un electron se transformă într-un cation și devine pozitiv.
Exemple de substanțe anorganice cu un tip de legătură covalentă nepolară
Substanțele cu o legătură covalentă nepolară sunt, de exemplu, toate moleculele binare de gaz: hidrogen (H - H), oxigen (O=O), azot (în molecula sa 2 atomi sunt legați printr-o legătură triplă). (N ≡ N)); lichide și solide: clor (Cl - Cl), fluor (F - F), brom (Br - Br), iod (I - I). La fel și substanțe complexe constând din atomi de elemente diferite, dar cu același lucruvaloarea electronegativității, de exemplu, hidrură de fosfor - pH3.
Legarea organică și nepolară
Este clar că toată materia organică este complexă. Apare întrebarea, cum poate exista o legătură nepolară într-o substanță complexă? Răspunsul este destul de simplu dacă gândești puțin logic. Dacă valorile electronegativității elementelor cuplate diferă nesemnificativ și nu creează un moment dipol în compus, o astfel de legătură poate fi considerată nepolară. Aceasta este exact situația cu carbonul și hidrogenul: toate legăturile C-H din substanțele organice sunt considerate nepolare.
Un exemplu de legătură covalentă nepolară este o moleculă de metan, cel mai simplu compus organic. Este format dintr-un atom de carbon, care, în funcție de valența sa, este legat prin legături simple cu patru atomi de hidrogen. De fapt, molecula nu este un dipol, deoarece nu există o localizare a sarcinilor în ea, într-o oarecare măsură datorită structurii tetraedrice. Densitatea electronilor este distribuită uniform.
Un exemplu de legătură covalentă nepolară există în compușii organici mai complecși. Se realizează datorită efectelor mezomerice, adică retragerii succesive a densității electronilor, care se estompează rapid de-a lungul lanțului de carbon. Deci, în molecula de hexacloretan, legătura C-C este nepolară datorită tragerii uniforme a densității electronilor de către șase atomi de clor.
Alte tipuri de linkuri
Pe lângă legătura covalentă, care, de altfel, poate fi realizată și în funcție de mecanismul donor-acceptor, există ionice, metalice șilegături de hidrogen. Scurte caracteristici ale penultimelor două sunt prezentate mai sus.
Legătura de hidrogen este o interacțiune electrostatică intermoleculară care se observă dacă molecula are un atom de hidrogen și orice alt atom care are perechi de electroni neîmpărțiți. Acest tip de legături este mult mai slab decât celel alte, dar datorită faptului că multe dintre aceste legături se pot forma în substanță, are o contribuție semnificativă la proprietățile compusului.
