Теоретические основы. Химическая связь возникает при взаимодействии атомов и приводит к образованию многоатомной системы - молекулыХимическая связь возникает при взаимодействии атомов и приводит к образованию многоатомной системы - молекулы, молекулярного иона, кристалла. Причиной (движущей силой) возникновения химической связи является уменьшение потенциальной энергии при переходе от изолированных атомов к устойчивой многоатомной системе. Мерой прочности химической связи является её энергия, величина которой определяется количеством энергии, выделившейся при образовании вещества из отдельных атомов. Например, энергия связи Н¾ Н в молекуле водорода равна 435 кДж/моль. Это значит, что при образовании 1 моля газообразного водорода по уравнению Н + Н = Н2 + 435 кДж/моль выделяется 435 кДж теплоты. Такое же количество энергии должно быть затрачено на распад 1 моля Н2 до атомарного состояния (энергия диссоциации). Химическая связь характеризуется также длиной, под которой понимают расстояние между ядрами химически связанных атомов. Так, длина химической связи Н¾ О в молекуле воды Н2О равна 0.096 нм (1 нм = 1· 10-9 м). Химическая связь возникает благодаря взаимодействию электромагнитных полей, создаваемых электронами и ядрами атомов, участвующих в образовании молекулы или кристалла. Современная теория химической связи базируется на квантово-механической модели строения атома. В ней можно выделить два метода: метод валентных связей (ВС) и метод молекулярных орбиталей (МО). В основе метода МО лежат представления об орбитальном строении молекул. Задачей этого метода является характеристика энергетических параметров электронов в молекуле, выходными данными в таком случае является энергетическая диаграмма соответствующих уровней. Охарактеризовать молекулу методам ВС - это означает представить графически распределение электронной плотности в молекуле. Ниже кратко излагаются основные представления этого метода в применении к ковалентной химической связи. Ковалентная химическая связь образуется парой электронов с противоположно направленными спинами, для чего каждый атом предоставляет один неспаренный электрон, называемый валентным. Эта пара электронов принадлежит одновременно обоим взаимодействующим атомам, что означает повышение электронной плотности в пространстве между ядрами (центрами) химически связанных атомов. Поэтому ковалентная химическая связь является двухэлектронной и двухцентровой. Процесс «спаривания» электронов при образовании, например, молекулы водорода может быть изображён следующей схемой:
¾ ® Н2
Н ¯ ¯ По Льюису указанный механизм наглядно представляют в виде электронной схемы молекулы, где электрон изображают точками. Для молекулы водорода такая схема имеет вид: Н· + ·Н ¾ ® Н: Н В графической формуле молекул пара точек заменяется валентным штрихом, соответствующим одной химической связи: Н¾ Н. Атом хлора имеет на наружном уровне 7 электронов: Cl 3s23p5, из которых один является неспаренным:
|
Н 
