7. У атомов элементов главных подгрупп с возрастанием относительных атомных масс сверху вниз увеличивается расстояние между валентными электронами и ядром, поэтому способность к отдаче электронов все увеличивается, и металлические свойства усиливаются.
8. У актиноидов и лантаноидов заполняются соответственно 4f- и 5f-подуровни. Лантаноиды и актиноиды помещены в одну клетку таблицы, потому что с ростом заряда атомных ядер идет заполнение электронами предпредвнешнего уровня.
Химическая связь
Природа и типы химической связи
Химическая связь возникает при взаимодействии частиц и определяется как взаимодействие, которое связывает отдельные атомы в более сложные системы, такие как молекулы, радикалы, кристаллы и др.
Природа сил химической связи электростатическая. При образовании химической связи общая энергия системы, составленной из многоатомной структуры, меньше энергии составных частей. Поэтому условием образования химической связи является понижение системы энергии. В образовании химической связи между атомами участвуют валентные электроны. В зависимости от способа образования устойчивых структур различают основные типы химической связи: ковалентную, ионную, металлическую и водородную.
Ионная связь
Ионная связь – это электростатическое притяжение между ионами, образованными путем практически полного смещения электронной пары к одному из них. Эта связь образуется, если разность электроотрицательностей атомов велика (больше 1,7 по шкале Полинга).
Электроотрицательность характеризует способность атомов притягивать к себе валентные электроны. Значения электроотрицательностей атомов элементов также подчиняются периодическому закону.
Шкала Полинга – это шкала относительных атомных электроотрицательностей, т.е. значения электро-отрицательностей элементов приведены по отношению к электроотрицательности фтора, которая принята равной 4,0.
Большинство бинарных соединений, содержащих атомы металлов, являются ионными или гетерополярными. Типичный пример ионной связи – образование хлорида натрия NaCl:
Na – e
= Na
Cl + e
= Cl
Как видно из электронных формул атомов натрия (
Na 1s
2s
2p
3s
) и хлора (
Cl 1s
2s
2p
3s
3p
) – это атомы с незавершенными внешними электронными уровнями. Для завершения внешнего уровня атому натрия легче отдать 1 электрон, чем присоединить 7. Атому хлора легче присоединить 1 электрон, чем отдать 7. В результате образуются два иона Na
и Cl
, между которыми возникают силы электростатического притяжения, после чего образуется соединение NaCl.
Ионные соединения при обычных условиях – твердые вещества. Они имеют высокую температуру кипения и плавления. В расплавленном состоянии обладают электропроводностью, в воде диссоциируют на ионы.
Ковалентная связь
Химическая связь, осуществляемая электронными парами, называется атомной или ковалентной.
Ковалентная связь возникает преимущественно между атомами различных неметаллов и одинаковыми атомами.
Ковалентно построенные соединения могут быть как простые (H
, O
, Ne, галогены – F
, Cl
, Br
,), так и сложные (HCL, CO
, CH
).
Электроны, которые в виде общей пары связывают атомы друг с другом в молекуле, называются спаренными электронами.
Пример:
Cl
? Cl ? Cl
Различают следующие разновидности ковалентной связи: неполярную, полярную и донорно-акцепторную.
В случае неполярной ковалентной связи электронная пара одинаково принадлежит обоим соединяющимся атомам (простые вещества H
, O
, N
, F
, Cl
) – электроотрицательность у атомов этих молекул одинакова
H
? H ? H;
N
? ?N ??? N?
Составляя электронные формулы веществ, следует помнить, что каждая общая электронная пара – это условное изображение повышенной электронной плотности, возникающей в результате перекрывания соответствующих электронных облаков атомов.
Эти вещества имеют низкую температуру плавления и кипения, при обычных условиях эти вещества газообразные и легколетучие (С1
– газ, температура кипения – 34°C, плавления – 101 °C).
В случае полярной ковалентной связи электронная пара смещена к более электроотрицательному атому.
Пример типичной полярной связи – молекула хлористого водорода:
Н? + ?С1? Н?С1
Молекулы с несимметрическим распределением электронов называются полярными. Это наиболее распространенный тип химической связи, который встречается как в неорганических, так и в органических соединениях (HCl, HBr, NH
, H
S, CH
и др.).
