Химическая связь. 
Образование и свойства

Химическая связь — это сила, удерживающая вместе два атома, два иона, две молекулы или любую комбинацию этих частиц.

Химическая связь образуется только в том случае, если при сближении атомов полная энергия системы понижается.

Химическая связь осуществляется при перекрывании облаков неснаренных электронов с антииараллельными спинами за счет электростатического взаимодействия ядер атомов с увеличившейся электронной плотностью между ними.

Рассмотрим для примера образование связи в молекуле водорода. При сближении атомов водорода происходит проникновение их электронных облаков друг в друга, которое называется перекрыванием электронных облаков (рис. 4.1).

Рис. 4.1. Перекрывание электронных облаков при образовании молекулы водорода

Электронная плотность между ядрами возрастает. Ядра притягиваются друг к другу. Вследствие этого снижается энергия системы (рис. 4.2). Однако при очень сильном сближении атомов резко возрастает отталкивание ядер. Оптимальное расстояние между ядрами — длина связи (1_СВ), при которой система имеет минимальную энергию. При переходе атомов в такое состояние выделяется энергия, называемая энергией связи (Е_св).

Рис. 4.2. Зависимость энергии систем из двух атомов водорода от расстояния между ядрами (Е — энергия связи):

1 — электроны с параллельными спинами; 2 — с антипараллельными спинами Если связь образована одинаковыми атомами, например Н-Н, Cl-Cl, N=N, то обобществленные электроны равномерно распределены между ними. Такая связь называется ковалентной неполярной связью.

Если же один из атомов сильнее притягивает электроны, то электронная пара смещается в сторону этого атома. В этом случае возникает полярная ковалентная связь. Критерием способности атома притягивать электрон может служить электроотрицательность (ЭО). Чем выше ЭО у атома, тем более вероятно смещение электронной пары в сторону ядра данного атома. Поэтому разность электроотрицательное™ атомов характеризует полярность связи.

В случае большой разности ЭО атомов, например между 5-металлами I и II групп Периодической системы и неметаллами VI и VII групп (LiF, CsCl, К₂0 и др.), может иметь место не только смещение электронной плотности, но и полный переход электрона к более электроотрицательному атому с образованием положительного и отрицательного ионов. Ионная химическая связь представляет собой электростатическое взаимодействие отрицательно и положительно заряженных ионов в химическом соединении.

Таким образом, связи отличаются полярностью.