Ковалентная полярная связь

1. Введение понятия ковалентной полярной связи

Тема се­го­дняш­не­го урока «Ко­ва­лент­ная по­ляр­ная связь». На про­шлом уроке вы по­зна­ко­ми­лись с мо­де­лью хи­ми­че­ской связи, ко­то­рая ре­а­ли­зу­ет­ся в про­стых ве­ще­ствах-неме­тал­лах. Такой вид связи на­зы­ва­ет­ся «ко­ва­лент­ная непо­ляр­ная связь».

Се­год­ня вы узна­е­те о дру­гом виде ко­ва­лент­ной связи, ко­то­рая об­ра­зу­ет мо­ле­ку­лы слож­ных ве­ществ.

2. Ковалентная полярная связь в молекуле хлороводорода

Рис. 1. Об­ра­зо­ва­ние мо­ле­ку­лы хло­ро­во­до­ро­да

Зная, что ко­ва­лент­ная связь об­ра­зу­ет­ся за счет общих элек­трон­ных пар, изоб­ра­зим мо­дель мо­ле­ку­лы хло­ро­во­до­ро­да. Атом во­до­ро­да имеет на внеш­нем элек­трон­ном слое всего один элек­трон. Атом хлора – семь элек­тро­нов. Эти атомы при­об­ре­тут энер­ге­ти­че­ски вы­год­ное со­сто­я­ние, если атому во­до­ро­да будет при­над­ле­жать два элек­тро­на, а атому хлора – во­семь. Такое воз­мож­но при об­ра­зо­ва­нии одной общей элек­трон­ной пары.

Связь, об­ра­зу­ю­ща­я­ся между во­до­ро­дом и хло­ром, в мо­ле­ку­ле хло­ро­во­до­ро­да от­ли­ча­ет­ся от той хи­ми­че­ской связи, ко­то­рая ре­а­ли­зу­ет­ся в мо­ле­ку­лах про­стых ве­ществ во­до­ро­да и хлора. Это под­твер­жда­ют экс­пе­ри­мен­таль­ные дан­ные. На­при­мер: атом во­до­ро­да в мо­ле­ку­ле HCl, может за­ме­щать­ся на атомы ме­тал­ла, а рас­твор хло­ро­во­до­ро­да в воде про­во­дит элек­три­че­ский ток.

2HCl + Zn = ZnCl₂ + H₂↑

Элек­тро­от­ри­ца­тель­ность

Атомы раз­ных хи­ми­че­ских эле­мен­тов об­ла­да­ют раз­лич­ной спо­соб­но­стью при­тя­ги­вать к себе элек­тро­ны.

3. Шкала электроотрицательности

Спо­соб­ность атома от­тя­ги­вать к себе элек­тро­ны, участ­ву­ю­щие в об­ра­зо­ва­нии связи, на­зы­ва­ет­ся элек­тро­от­ри­ца­тель­ностью.

Рис. 2. Шкала от­но­си­тель­ной элек­тро­от­ри­ца­тель­но­сти эле­мен­тов

Лай­нус По­линг пред­ло­жил шкалу зна­че­ний от­но­си­тель­ной элек­тро­от­ри­ца­тель­но­сти, при­няв элек­тро­от­ри­ца­тель­ность лития за еди­ни­цу.

При этом он срав­ни­вал элек­тро­от­ри­ца­тель­ность осталь­ных ато­мов в хи­ми­че­ских эле­мен­тах с элек­тро­от­ри­ца­тель­но­стью лития. Мак­си­маль­ную элек­тро­от­ри­ца­тель­ность имеет атом фтора, ее зна­че­ние равно 4.

В со­от­вет­ствии с этой шка­лой, от­но­си­тель­ная элек­тро­от­ри­ца­тель­ность во­до­ро­да мень­ше, чем зна­че­ние от­но­си­тель­ной элек­тро­от­ри­ца­тель­но­сти хлора.

Рис. 3. Ча­стич­ные за­ря­ды ато­мов в мо­ле­ку­ле хло­ро­во­до­ро­да

Зна­чит, общая элек­трон­ная пара, и элек­трон­ная плот­ность будут сме­ще­ны к атому хлора. Об­ра­ти­те вни­ма­ние на то, что нет пол­но­го пе­ре­хо­да элек­тро­на от атома во­до­ро­да к атому хлора, а лишь сме­ща­ет­ся элек­трон­ная плот­ность в сто­ро­ну более элек­тро­от­ри­ца­тель­но­го эле­мен­та.

Таким об­ра­зом, на ато­мах этих эле­мен­тов об­ра­зу­ют­ся ча­стич­ные за­ря­ды, ко­то­рые обо­зна­ча­ют­ся гре­че­ской бук­вой «δ». На атоме во­до­ро­да δ+, на атоме хлора δ-.Рис.3.

4. Ковалентная полярная связь в молекулах

Хи­ми­че­скую связь, об­ра­зо­ван­ную эле­мен­та­ми-неме­тал­ла­ми с раз­ной элек­тро­от­ри­ца­тель­но­стью, на­зы­ва­ют ко­ва­лент­ной по­ляр­ной свя­зью.

Те­перь, зная мо­дель хи­ми­че­ской связи в мо­ле­ку­ле хло­ро­во­до­ро­да, мы можем объ­яс­нить, по­че­му рас­твор хло­ро­во­до­ро­да в воде ста­но­вит­ся элек­тро­про­вод­ным. От­ку­да там бе­рут­ся за­ря­жен­ные ча­сти­цы? Дело в том, что под дей­стви­ем мо­ле­кул воды об­ра­зу­ют­ся не ча­стич­ные, а це­ло­чис­лен­ные за­ря­ды на ато­мах H и Cl. Таким об­ра­зом, в рас­твор пе­ре­хо­дят за­ря­жен­ные ча­сти­цы – ионы, и такой рас­твор спо­со­бен про­во­дить элек­три­че­ский ток.

Между ато­ма­ми неме­тал­лов об­ра­зу­ет­ся ко­ва­лент­ная связь. Ко­ва­лент­ная непо­ляр­ная связь об­ра­зу­ет­ся между ато­ма­ми од­но­го хи­ми­че­ско­го эле­мен­та. Ко­ва­лент­ная по­ляр­ная связь об­ра­зу­ет­ся между раз­лич­ны­ми ато­ма­ми неме­тал­лов. При об­ра­зо­ва­нии ко­ва­лент­ной по­ляр­ной связи общие элек­трон­ной пары сме­ща­ют­ся в сто­ро­ну наи­бо­лее элек­тро­от­ри­ца­тель­но­го эле­мен­та.

Под­ве­де­ние итога

Вы рас­смот­ре­ли мо­дель об­ра­зо­ва­ния ко­ва­лент­ной по­ляр­ной связи в мо­ле­ку­лах слож­ных ве­ществ. На сле­ду­ю­щем уроке вы узна­е­те, как из­ме­ня­ют­ся зна­че­ния от­но­си­тель­ной элек­тро­от­ри­ца­тель­но­сти эле­мен­тов в глав­ных под­груп­пах и пе­ри­о­дах.