Классификация ковалентной химической связи механизмы образования и виды связей (7 видео)

Химическая связь представляет собой важное понятие в науке о химии. Она объединяет атомы в молекулы и определяет их структуру и свойства. Одним из наиболее распространенных типов химической связи является ковалентная связь. Она возникает при обмене электронами между атомами.

Классификация ковалентной химической связи основана на механизмах образования и описывает различные виды связей. Для понимания этой классификации необходимо знать, как образуется ковалентная связь.

Ковалентная связь образуется, когда два или более атома обменивают свои электроны с целью заполнить свои внешние энергетические уровни. При этом атомы становятся электронно нейтральными и образуют молекулы. Механизм образования ковалентной связи может быть различным, и это определяет классификацию связей.

Содержание

Классификация ковалентной химической связи
Механизмы образования
Электронная пара идет от одного атома к другому
Совместное использование электронов внешних оболочек
Обмен электронами для достижения электронной октаэдричности
Виды связей
Однократная ковалентная связь
Связь между атомами различных элементов
Связь между атомами одного элемента
Двукратная ковалентная связь
Связь между атомами различных элементов
Связь между атомами одного элемента
Трехкратная ковалентная связь
Связь между атомами различных элементов
Связь между атомами одного элемента
Множественная ковалентная связь
Взаимодействие атомов через две или более связи
Связи между атомами одного элемента
🎥 Видео

Видео:Химия 8 класс — Ионная Связь // Химическая Связь // Подготовка к ЕГЭ по ХимииСкачать

Классификация ковалентной химической связи

Согласно классификации, ковалентная химическая связь может быть:

По типу обмена электронными парами: одноэлектронные (одна пара электронов общая для обоих атомов), двухэлектронные (две пары электронов общие для обоих атомов), трехэлектронные (три пары электронов общие для обоих атомов) и т.д.
По разности электроотрицательности атомов: полярные (атомы имеют разную электроотрицательность, что приводит к ненулевым дипольным моментам) и неполярные (атомы имеют примерно равную электроотрицательность, что не приводит к образованию дипольных моментов).
По характеру обмена электронами: σ-связи (симметричное перекрывание орбиталей) и π-связи (перекрывание плоских или параллельных орбиталей).

Ковалентная химическая связь широко применяется в органической и неорганической химии, обеспечивая стабильность и устойчивость соединений.

Видео:Типы Химических Связей — Как определять Вид Химической Связи? Химия 9 классСкачать

Механизмы образования

Ковалентная химическая связь образуется, когда два атома делят пару электронов. Для этого существуют различные механизмы образования ковалентной связи:

Механизм обмена:

Этот механизм возникает между атомами, имеющими атомные орбитали с одинаковой энергией.
В результате обмена электронами образуется ковалентная связь.
Примером такого механизма является образование молекулы кислорода (O₂).

Механизм сопряжения:

Этот механизм возникает между атомами, имеющими различную энергию атомных орбиталей.
В результате сопряжения орбиталей образуется ковалентная связь.
Примером такого механизма является образование молекулы этена (C₂H₄).

Механизм гибридизации:

Этот механизм возникает, когда атомы изменяют свою орбитальную структуру для образования более стабильных связей.
В результате гибридизации образуются ковалентные связи.
Примером такого механизма является образование молекулы метана (CH₄).

Электронная пара идет от одного атома к другому

Процесс перехода электронной пары может происходить различными механизмами. Один из них — общий электронный канал. При этом оба атома взаимодействуют и участвуют в образовании общей электронной пары. Такой механизм присущ многоатомным молекулам.

Еще одним механизмом является донор-акцепторный механизм. Он основан на том, что один атом (донор) отдает электронную пару другому атому (акцептору). Такой механизм присущ химическим соединениям, в которых один атом обладает недостатком электронов, а другой — избытком.

Существует и другие механизмы образования электронной пары и перераспределения электронов в ковалентных связях между атомами. Эти механизмы обусловлены особыми условиями и свойствами конкретных химических соединений.

Совместное использование электронов внешних оболочек

Ковалентная химическая связь основана на совместном использовании электронов внешних оболочек атомов. Этот механизм образования связи возникает, когда атомы образуют пары, в которых их внешние электронные оболочки перекрываются.

В результате этой перекрытии электроны становятся общими для обоих атомов, что позволяет им образовать ковалентную связь. Это совместное использование электронов внешних оболочек обогащает атомы и позволяет им достичь более стабильного электронного состояния.

В зависимости от механизма образования связи и характера перекрывающихся оболочек, ковалентная химическая связь может быть разделена на различные виды. Некоторые из них включают одинарные, двойные и тройные связи, а также сопряженные системы и ароматические соединения.

Ковалентная связь и совместное использование электронов внешних оболочек играют ключевую роль во многих химических реакциях и процессах, определяя структуру и свойства различных веществ. Понимание этих механизмов образования связей является важным для практического применения в химической промышленности и научных исследованиях.

Обмен электронами для достижения электронной октаэдричности

Обмен электронами может происходить путем образования ковалентных связей между атомами одного элемента или между атомами разных элементов. В результате обмена электронами образуются электронные пары, которые занимают пространственные области вокруг атома.

Для достижения электронной октаэдричности атом может передать, принять или разделить электроны с другим атомом. Если атом передает электроны, то он становится положительно заряженным и образует положительный ион. Если атом принимает электроны, то он становится отрицательно заряженным и образует отрицательный ион. Если электроны разделяются между атомами, то образуется ковалентная связь, и атомы становятся нейтральными.

Обмен электронами для достижения электронной октаэдричности особенно характерен для атомов основных элементов, таких как кислород, азот, сера и фосфор. Эти элементы образуют многочисленные соединения с другими элементами, так как им необходимо принимать или отдавать электроны для достижения стабильной электронной конфигурации.

В результате обмена электронами формируются различные виды ковалентных связей, такие как одинарная, двойная или тройная связь, в зависимости от количества обменяемых электронных пар между атомами. Эти связи играют ключевую роль во многих химических реакциях и определяют физические и химические свойства соединений.

Видео:Ковалентная Неполярная Связь — Химическая связь // Химия 8 классСкачать

Виды связей

В ковалентной химической связи существует несколько различных видов связей в зависимости от типа атомов, участвующих в связи.

Вид связи	Описание
Одиночная связь	В этом виде связи каждый атом вносит по одной электронной паре. Обычно это происходит между атомами с низкой электроотрицательностью.
Двойная связь	В этом виде связи каждый атом вносит по две электронные пары. Одна электронная пара формирует сигма-связь, а вторая — пи-связь. Двойные связи образуются между атомами с высокой электроотрицательностью.
Тройная связь	В этом виде связи каждый атом вносит по три электронные пары. Одна электронная пара формирует сигма-связь, а две оставшиеся — пи-связи. Тройные связи образуются между атомами с очень высокой электроотрицательностью.
Множественная связь	Этот вид связи отличается от одиночной, двойной и тройной связи тем, что вносятся более трех электронных пар. Множественные связи образуются между атомами с высокой электроотрицательностью и большим количеством доступных электронов для образования связей.

Каждый вид связи имеет свои уникальные характеристики и влияет на физические и химические свойства соединений.

Однократная ковалентная связь

Образование однократной ковалентной связи происходит путем совместного использования электронов валентной оболочки атомов. При этом электроны могут быть равномерно распределены между двумя атомами или быть более слабо связаны с одним из них.

Однократная ковалентная связь очень распространена в органических соединениях. Например, в молекуле воды (H2O) каждый атом водорода образует однократную ковалентную связь с атомом кислорода. Также в молекуле метана (CH4) каждый атом водорода образует однократную ковалентную связь с атомом углерода.

Связь между атомами различных элементов

Ковалентная химическая связь может возникать между атомами различных элементов, при условии, что эти атомы имеют внешние электронные оболочки с недостатком или избытком электронов.

Образование связи между атомами различных элементов происходит путем обмена электронами. Атомы с недостатком электронов, например, металлы, могут отдать свои электроны атомам с избытком электронов, таким как неметаллы. Такой процесс позволяет обоим атомам достичь более стабильного состояния и формировать ковалентную связь.

Связь между атомами различных элементов может быть как полярной, так и неполярной. В полярной связи, атомы имеют различные электроотрицательности, что приводит к неравному распределению электронной плотности. В неполярной связи, атомы имеют близкие электроотрицательности, что приводит к равномерному распределению электронной плотности.

Ковалентная связь между атомами различных элементов может образовывать различные структуры и вещества. Например, вода (H₂O) образуется из связи между атомом кислорода (O) и двумя атомами водорода (H).

Связь между атомами различных элементов играет важную роль в химических реакциях и образовании различных соединений. Она определяет свойства и поведение вещества и позволяет создавать новые материалы с нужными свойствами.

Связь между атомами одного элемента

Связь между атомами одного элемента обладает рядом особенностей. Например, она является очень слабой и не имеет поляризации. Поэтому атомы в такой связи не образуют молекулы, а остаются атомами, существуя в виде отдельных частиц. Другими словами, электроны в связи между атомами одного элемента не создают электронную оболочку, она принадлежит каждому атому в отдельности.

Связь между атомами одного элемента обладает высокой степенью симметрии и сферической симметрией. Это означает, что геометрия при такой связи является сферической, а атомы размещаются с наибольшей поверхностной плотностью. Кроме того, энергия связи между атомами одного элемента очень мала, что делает ее практически незаметной.

Двукратная ковалентная связь

Образование двукратной ковалентной связи происходит при накоплении двух электронов одного атома или при совместном вкладе по одному электрону от каждого из атомов. В такой связи электроны совместно распределены между атомами, и энергетически выгодно для обоих атомов удерживать их рядом.

Двукратная ковалентная связь может возникать между атомами одного и разных элементов. Она характерна для ряда молекул, таких как кислород (О₂), азот (N₂), углерод (С₂Н₂) и др. Эти молекулы образуются путем совместного использования двух электронов одного атома для образования двукратной ковалентной связи.

Для образования двукратной ковалентной связи могут использоваться как s- и p-орбитали атомов, так и d-орбитали при образовании π-связи. При этом энергетическое состояние системы становится стабильным, так как образующаяся молекулярная орбиталь наполняется электронами.

Связь между атомами различных элементов

Ковалентная химическая связь может образовываться не только между атомами одного и того же элемента, но и между атомами различных элементов. Такие связи обладают особыми свойствами и играют важную роль во многих химических реакциях.

Соединения, состоящие из атомов различных элементов, называются соединениями междуэлементного типа или бинарными соединениями. В таких соединениях, каждый атом вносит свой электронный вклад в общую электронную оболочку, образуя ковалентную связь.

Связь между атомами различных элементов может быть полярной или неполярной. Полярная связь возникает, когда атомы различаются по электроотрицательности. Атом с большей электроотрицательностью притягивает электроны связи сильнее, что приводит к неодинаковому распределению зарядов в молекуле. В результате, одна сторона молекулы становится негативно заряженной, а другая – положительно.

Особый случай полярной связи – ионная связь. Ионная связь возникает между атомами, когда разность электроотрицательности между ними настолько велика, что один атом отдает один или более электронов другому атому. В результате такого переключения электронов, образуется ионная связь, которая держит два атома вместе.

Таким образом, связь между атомами различных элементов может быть как полярной, так и ионной, и она играет ключевую роль в формировании разнообразных бинарных соединений, определяя их химические и физические свойства.

Связь между атомами одного элемента

Ковалентная связь может образоваться не только между атомами разных элементов, но и между атомами одного и того же элемента. Обычно это происходит, когда атомы одного элемента образуют молекулы, состоящие из двух или более атомов этого элемента.

Связь между атомами одного элемента может быть одиночной, двойной или тройной. Одиночная связь образуется, когда два атома этого элемента делят пару электронов между собой. Каждый из атомов в этой связи вносит по одному электрону. Эта связь является самой слабой из всех ковалентных связей и является наименее энергетически выгодной.

Двойная связь между атомами одного элемента образуется, когда они делят между собой две пары электронов. Каждый из атомов вносит по два электрона. Эта связь является более прочной и энергетически выгодной, чем одиночная связь.

Тройная связь между атомами одного элемента образуется, когда они делят между собой три пары электронов. Каждый из атомов вносит по три электрона. Тройная связь является наиболее прочной и энергетически выгодной связью.

Примером связи между атомами одного элемента является молекула кислорода (O₂), состоящая из двух атомов кислорода, связанных двойной связью.

Тип связи	Количество делящихся электронных пар
Одиночная связь	1
Двойная связь	2
Тройная связь	3

Трехкратная ковалентная связь

Механизм образования трехкратной ковалентной связи состоит из нескольких этапов. Сначала происходит подход двух атомов, при котором их валентные электроны вступают во взаимодействие. Затем происходит образование промежуточного состояния, когда оба атома обменивают один электрон. Наконец, происходит образование трехкратной ковалентной связи, когда каждый атом обменивает по два электрона с другим атомом.

Символ	Элемент	Атомный номер
H	Водород	1
C	Углерод	6
N	Азот	7
O	Кислород	8
F	Фтор	9

Трехкратная ковалентная связь имеет большую энергию, чем однократная или двукратная связь, из-за того что она обеспечивает большее число общих электронов между атомами. Это делает трехкратную ковалентную связь более прочной и устойчивой.

Связь между атомами различных элементов

Ковалентная химическая связь может возникать между атомами различных элементов. В этом случае, электроны от каждого атома образуют общие электронные пары, создавая так называемую многатомную ковалентную связь.

При образовании связи между атомами различных элементов, каждый атом может внести различное количество электронов в общий электронный облако. Однако, важно отметить, что каждый атом стремится заполнить свою валентную оболочку, то есть достичь стабильного электронного конфигурации.

Связь между атомами различных элементов может быть осуществлена путем обмена или шероховаткой электронами. В этом случае, атомы образуют ионные связи, где один атом отдает электроны, становясь положительно заряженным ионом (катионом), а другой атом принимает электроны, становясь отрицательно заряженным ионом (анионом).

Такая связь между атомами различных элементов обычно обладает положительным энергетическим эффектом, что делает ее устойчивой и прочной. Она играет важную роль во многих химических реакциях и образовании различных соединений, таких как соли, оксиды и молекулы органических соединений.

Связь между атомами одного элемента

В случае связи между атомами одного элемента, общие электронные пары могут быть равными и подобными. Это приводит к образованию молекул, которые имеют такое же количество и тип атомов в своей структуре.

В кристаллической решетке таких веществ атомы одного элемента располагаются вблизи друг друга и образуют сильные связи. Примером такой связи может быть кристаллическая решетка кристаллов кремния или алмаза, где каждый атом соединяется с четырьмя другими атомами через сильные ковалентные связи.

Связь между атомами одного элемента играет важную роль в реакциях и химических процессах. Молекулы, образованные такой связью, обладают определенными физическими и химическими свойствами, которые зависят от элемента и его положения в периодической таблице.

Такая связь между атомами одного элемента также может быть использована для создания различных полимерных материалов, таких как полиэтилен или полистирол, где атомы углерода образуют длинные цепочки и общие электронные пары обеспечивают их стабильность.

Таким образом, связь между атомами одного элемента представляет собой важный аспект ковалентной химической связи и имеет существенное влияние на свойства и структуру вещества.

Множественная ковалентная связь

Механизм образования множественной ковалентной связи заключается в том, что два или более электрона распределяются между двумя атомами. Это происходит, когда атомы имеют свободные электроны, которые способны образовать связь с другими атомами.

Множественная ковалентная связь может принимать различные формы, в зависимости от количества электронной пары, общей между атомами. Самая распространенная форма множественной ковалентной связи — двойная связь, в которой две электронные пары общаются между атомами. Также возможна тройная связь, в которой три электронные пары образуют связь.

Форма множественной связи	Количество электронных пар
Двойная связь	2
Тройная связь	3

Множественная ковалентная связь имеет ряд химических свойств и влияет на реакционную способность соединения. Она может быть более сильной и короткой, чем одиночная ковалентная связь, что делает соединение более устойчивым и менее реакционноспособным.

Примерами соединений с множественными ковалентными связями являются алкены, алкины, азотистые оксиды и многие другие органические и неорганические соединения.

Взаимодействие атомов через две или более связи

Ковалентная химическая связь может образовываться между атомами, взаимодействующими через две или более связи. Такие связи характеризуются особенностями их образования и механизмами взаимодействия.

В случае, когда атомы образуют две связи, такое взаимодействие называется двойной ковалентной связью. Она образуется между атомами, которые могут образовывать по одной паре электронов с другими атомами. Примером молекулы с двойной связью может служить этилен (C₂H₄), где два атома углерода образуют две связи между собой.

Также существуют молекулы, в которых атомы образуют еще более сложные множественные связи. Например, в молекуле ацетилена (C₂H₂) два атома углерода связаны тройной ковалентной связью, что означает соединение через две общих пары электронов.

Взаимодействие атомов через две или более связи имеет свои особенности и может приводить к устойчивому образованию молекул с определенными свойствами. Понимание механизмов образования и видов связей является важным для изучения ковалентной химии и позволяет объяснить множество физико-химических процессов и реакций.

Связи между атомами одного элемента

Ковалентная химическая связь может возникать между атомами одного и того же элемента. В таких случаях образуется молекула элемента, состоящая из двух или более атомов.

Связи между атомами одного элемента часто встречаются в газообразных аллотропных формах элементов, таких как молекулы кислорода (O₂), азота (N₂), фтора (F₂) и др. В этих молекулах атомы одного элемента делят электроны, формируя ковалентную связь.

Такие связи между атомами одного элемента обладают особыми свойствами. Они обычно характеризуются высокой энергией связи и стабильностью молекулы, что делает их недвижимыми и нереактивными. Однако, в некоторых условиях, например при высоких температурах или давлениях, могут происходить разрывы и реакции между атомами одного элемента.

Также стоит отметить, что свойства молекул, состоящих из атомов одного элемента, могут зависеть от стерического строения и электронной конфигурации этих молекул. Например, кислород может образовывать две различные аллотропные формы — молекулы O₂ и O₃ (озон), с различными физическими и химическими свойствами.