Образование химической связи

Образование химической связи

Основным типом химической связи в органических соединениях является ковалентная связь.

Ковалентная связь в неорганических и органических соединениях возникает в результате обобществления электронов с образованием общих электронных пар между двумя атомами. Распределение электронной плотности при перекрывании s-орбиталей и образовании ковалентной связи в молекуле водорода показано на рисунке ниже.

Схема перекрывания s-орбиталей

Схема перекрывания s-орбиталей

При сближении двух атомов водорода и образовании химической связи между ними сила отталкивания ядер друг от друга уменьшается, поскольку их разделяет область с повышенной вероятностью нахождения электронов. Возникают электростатические силы, удерживающие ядра на определенном расстоянии друг от друга за счет кулоновского взаимодействия положительно заряженных ядер и отрицательно заряженного электронного облака в межъядерной области.

Электронная пара при образовани химической связи принадлежит одновременно обоим ядрам.

Аналогично образованию связи в молекуле водорода происходит образование связей в органических соединениях, например в молекуле этана. Образование связи между атомами углерода происходит при перекрывании атомных орбиталей. Перекрывание атомных орбиталей происходит вдоль межъядерной оси, проходящей через центры двух атомов (рисунок ниже). Такого типа связи в органических соединениях называют δ-связями.

Схематическое изображение δ-связи

Схематическое изображение δ-связи

Особенностью δ-связи является не только электронная плотность в области между двумя ядрами, но и цилиндрическая симметрия ее относительно межъядерной оси.
Обобществленную пару электронов ковалентной связи С — С изображают двумя точками в электронной формуле.

Электронная формула молекулы этана

Электронная формула молекулы этана

В графической формуле этана образование химической связи между двумя атомами углерода изображают в виде черточки.
Для упрощения графических формул химическую связь между атомами углерода и водорода часто не изображают. Другой тип химической связи — π-связь. которая образуется за счет бокового перекрывания p-орбиталей.

Различные способы схематического изображения п-связи

Различные способы схематического изображения π-связи

Электронное облако π-связи расположено по разные стороны от плоскости, в которой расположена π-связь.
π-Связь образуется между атомами, уже связанными δ-связью, поэтому связь такого типа называют двойной, и такие связи характеризуются повышенной электронной плотностью. Двойные связи бывают и алкенах, диенах, а также карбонильных соединениях.

Примеры двойных связей в карбональных соединениях

Примеры двойных связей в карбональных соединениях

Образование п-связен наблюдается и в молекулах, содержащих бензольные кольца.

Существуют также органические соединения, в молекулах которых между соседними атомами есть одна δ-связь и две π-связи. Связь такого типа, например в молекуле ацетилена, называют тройной:

Если ковалентная связь образуется между одинаковыми атомами, например между атомами углерода в молекуле этана, вероятность нахождения электронной пары в области пространства между ядрами приблизительно одинакова для каждого из этих атомов. Образующуюся химическую связь называют неполярной.

Если связь образована между атомами различной электроотрицательности (А—В), то электронная плотность смещается в сторону атома с большей электроотрицательностью (атом В). Ковалентную связь такого типа называют полярной. Атом В приобретает частичный отрицательный заряд δ-, а атом А — частичный положительный заряд δ+, при этом молекула остается электронейтральной. Большей электроотрицательностыо по сравнению с углеродом обладают, например, атомы азота, кислорода и фтора.

Схематическое изображение полярной связи

Схематическое изображение полярной связи

Относительные электроотрицательности некоторых элементов

ЭлементHCNOFClBr
Величина2,102,503,073,504,102,832,74

Полярность ковалентной связи является только одной из многих причин неравномерного распределения электронной плотности в органических соединениях. Влияние атомов (или групп атомов) на распределение электронной плотности может проявляться в виде электронных эффектов.

Предыдущая статья: Следующая статья:
Обсуждение: есть 1 комментарий
  1. oleg:

    Большое вам спасибо! А вы будете писать ещё на эту тему?

Поделитесь своим мнением
Для оформления сообщений Вы можете использовать следующие тэги:
<a href="" title=""> <abbr title=""> <acronym title=""> <b> <blockquote cite=""> <cite> <code> <del datetime=""> <em> <i> <q cite=""> <s> <strike> <strong>

 Рубрики
Свежие записи

Реклама

Похожие записи:
Поделитесь с друзьями:
Наверх