Химическая связь. Типы химической связи, экспериментальные характеристики связей: энергии, длина, направленность, полярность.

Химическая связь-сила, которая обуславливает связь между атомами. Результатом связывания атомов является образование более сложных структур-молекул, молекулярных ионов, свободных радикалов, а также ионных, атомных и металлических кристаллических решеток. Существование этих структур обусловлено различными типами хим связи: ковалентная, ионная, металлическая, водородная.

Ковалентная явл причиной образования большинства молекул, молекулярных ионов, свободных радикалов и атомов кристал решеток.

Ионная обуславливает существование молекул ионных соединений и ионных кристаллических решеток.

Металлическая существует в простых веществах- металлах.

Водородная - существует внутри молекул отдельных веществ, а также возникает между молекулами некоторых веществ.

Длинна связи - межъядерное расстояние. Химич. связь тем прочнее, чем меньше ее длинна. Однако мерой прочности связи явл энергия связи.

Энергия связи определяется количеством энергии, кот необходимо для разрыва связи.(кДж к 1 моль в-ва). С увеличение кратности связи энергия связи увеличивается, а ее длинна уменьшается.

Направленность - определенное направление химической связи, которое возникает в результате перекрывания электронных облаков. Направленность определяется строением молекулы.

Полярность химической связи - неравномерное распределение электронной плотности между атомами в молекуле из-за разной ЭО. В неполярных молекулах центры тяжести + и - зарядов совпадают. Полярные молекулы являются диполями.

Водородная связь и её разновидности. Биологическая роль водородной связи.

Она м.б. межмолекулярной и внутримолекулярной.

Межмолекулярная водородная связь(ВС) возникает м/д молекулами, в состав которых входят водород и сильно ЭО-ый элемент-F,O,N,реже Cl,S. Тк в такой молекуле общая электронная пара сильно смещена от Н⁺ к атому ЭО-ого элемента, а + заряд Н⁺ сконцентрирован в малом объеме, то протон взаимодействует с неподеленной электронной парой другого атома или иона, обобществляя ее.в результате образуется вторая, более слабая связь – водородная. Пример: H–F••• H–F••• H–F

Внутримолекулярная связи в приделах одной молекулы. Примером внутримолекулярной ВС салициловый альдегид, в котором происходит образование ВС м/д атомом водорода группы –ОН и атомом кислорода группы >C=O:

Внутримолекулярные ВС играют важную биологическую роль,тк определяют, например, спиральную структуру полимерных молекул белков. В белках-это связи N–H•••О м/д аминокислотными остатками. Не менее важны межмолекулярные водородные связи. С их помощью соединены цепи нуклеиновых к-т, образующих двойную спираль. Здесь имеются два типа связей м/д нуклеиновыми основаниями N–H•••N и N–H•••О.

Свойства ионной связи.

Ионной связью называется связь между ионами, осуществляемая электростатическим притяжением. Она образуется между атомами типичных Ме и атомами типичных неМе. При отдаче электронов атомы Ме превращаются в положительно заряженные ионы, кот наз катионами. При присоединении электронов атомы неМе превращаются в отрицательно заряженные ионы, кот наз анионами.

Если химическая связь образуется между атомами, которые имеют очень большую разность электроотрицательностей (ЭО > 1.7 по Полингу), то общая электронная пара полностью переходит к атому с большей ЭО. Результатом этого является образование соединения противоположно заряженных ионов: А•+•В→А⁺[:B^-]

Важнейшие отличия ионной связи от других типов химической связи заключаются в ненаправленности и ненасыщаемости. Именно поэтому кристаллы, образованные за счёт ионной связи, тяготеют к различным плотнейшим упаковкам соответствующих ионов.

Характеристикой подобных соединений служит хорошая растворимость в полярных растворителях (вода, кислоты и тд.). Это происходит из-за заряженности частей молекулы. При этом диполи растворителя притягиваются к заряженным концам молекулы, и, в результате Броуновского движения, «растаскивают» молекулу вещества на части и окружают их, не давая соединиться вновь. В итоге получаются ионы окружённые диполями растворителя.