Асноўныя тыпы хімічных сувязяў: чаму і як яны ўтвараюцца

Законы, па якіх ператвараюцца рэчывы, доўгі час заставаліся неразгаданай таямніцай для чалавека. Класічная тэорыя межатомных сувязяў была прапанавана даволі-такі позна - у 1916 годзе. З тых часоў прадстаўлення навукоўцаў эвалюцыянавалі. Прынцыпова нічога новага з тых часоў не адкрылі, і тыпы хімічных сувязяў ведае цяпер кожны школьнік, які хаця б спрабуе вучыцца. За гэтыя веды некаторыя сярэднявечныя навукоўцы прадалі бы душу.

Такім чынам, існуюць асноўныя тыпы хімічнай сувязі і дадатковыя, званыя слабымі ўзаемадзеяннямі. Часам яны, праўда, набываюць важнае значэнне, напрыклад, пры фарміраванні структуры бялку. Асноўныя тыпы хімічных сувязяў ўключаюць у сябе кавалентным, а яшчэ іённыя і металічныя.

Пачнем з кавалентных. Менавіта для іх Гілберт Льюіс і прапанаваў сваю першую класічную тэорыю хімічнай сувязі. У чым заключаецца ідэя гэтага вучонага, актуальная да гэтага часу? Кавалентная сувязь утвараецца таму, што ў звязанай форме ў сістэме з атамаў атрымліваецца менш энергіі, чым у атамах паасобку. А гэта важна ў хіміі. Кожная сістэма імкнецца пазбавіцца ад максімальнай колькасці энергіі. У працэсе фарміравання кавалентнай сувязі кожны з аб'ядноўваюцца атамаў ўносіць свой уклад у стварэнне злучэння. Такім чынам, знешні электронны ўзровень аказваецца запоўненым, часціцы з адмоўным зарадам пераходзяць «ў агульнае карыстанне».

Тыпы хімічных сувязяў падзяляюць на падтыпы. Напрыклад, кавалентная сувязь часта бывае непалярныя - напрыклад, паміж атамамі ідэнтычнага хімічнага элемента. Так утвараюцца малекулы газаў, такіх як азот, фтор, вадарод. Электронная пара «ў агульнай уласнасці» аказваецца геаметрычна прыкладна пасярэдзіне. Хоць пра гэта складана казаць, таму што даследаванні паказваюць, што шлях электрона прадказаць амаль немагчыма.

Іншая справа - сувязі паміж атамамі розных хімічных элементаў. Напрыклад, у сувязі паміж атамамі фтору і вадароду агульная пара аказваецца прасторава бліжэй да аднаго з атамаў, а менавіта - да фтору. Такая сувязь носіць імя палярнай.

Але не заўсёды атамы «сумленна ўносяць роўны ўклад» у фарміраванне ўкладу. Бывае і так, што адзін з атамаў прадастаўляе адразу два электрона, а другі - арбіту для гэтай пары, якая пераходзіць у агульнае карыстанне. Як назваць характар гэтага злучэння? Донорно-акцэптарных разнавіднасць сувязі. Іён амонія можа быць добрым прыкладам. Тры вадародных атама ўдзельнічаюць у звычайных палярных кавалентных сувязях, а астатняя свабоднай пара электронаў азоту можа перадавацца ў сумеснае карыстанне з яшчэ адным атамам вадароду. Усё ж такі такая сувязь лічыцца кавалентнай, таму што ўчасткі падвышанай электроннай шчыльнасці знаходзяцца паміж атамамі.

Якія яшчэ тыпы хімічных сувязяў існуюць? Іённая сувязь існуе паміж часціцамі, якія маюць розны зарад. Сіла прыцягнення элементаў гэтай сувязі залежыць толькі ад адлегласці, якое іх падзяляе, а ад арыентацыі - не залежыць. Дзе сустракаюцца такія сувязі? Перш за ўсё, у крышталічных рэчывах - шчолачах, карбід, солях, нітрыдаў, асноўных аксідаў. Калі катыён і аніёны падобныя па памерах, то сувязь становіцца асабліва ўстойлівай. Некаторыя хімікі схільныя лічыць гэты від сувязі крайнім выпадкам палярнай кавалентнай. Але гэта пытанне спрэчнае, таму што электронная шчыльнасць ўсё ж не да канца набліжаецца да адмоўна зараджаным катыёнаў.

Металічная сувязь звычайна моцна непадобная на іншыя тыпы хімічных сувязяў. Паколькі яна ўяўляе сабой не толькі унікальнае хімічна, але і своеасаблівае фізічна з'ява. Справа ў тым, што ў фарміраванні сувязі ўдзельнічаюць электроны ўсіх атамаў. І іх накіраваны рух тлумачыць магчымасць высокай праводнасці электрычнага току ў металах. Так што кожны атам ў вузле кратаў ўносіць свой уклад у хімічную сувязь.

Як стала ясна з апісання вышэй, віды хімічных сувязяў адрозніваюцца менавіта па прынцыпе іх адукацыі.