Хімія. Комплексна підготовка до ЗНО і ДПА
4. Хімічний зв’язок
Як уже згадувалось, якщо атом має незавершений енергетичний рівень, то він прагне його завершити. Саме це положення поклав в основу теорії хімічного зв’язку Дж. Льюїс. Згідно із цією теорією, під час утворення молекул у ході хімічних реакцій атоми прагнуть набути стійку зовнішню електронну оболонку з восьми електронів (електронний октет). Для перших двох елементів періодичної таблиці завершеним рівнем буде 1s2.
Хімічний зв’язок — це явище взаємодії атомів, зумовлене перекриванням їхніх електронних хмар (і утворенням спільних електронних пар), що супроводжується зменшенням повної енергії системи1. Залежно від того, як здійснюється перерозподіл електронної густини між атомами, розрізняють ковалентний, йонний, металічний та водневий типи хімічного зв’язку.
1 Тут і далі системою будемо називати сукупність частинок, які взаємодіють.
4.1. Поняття про електронегативність елемента
Згідно з теорією хімічного зв’язку, належність хімічних елементів до металічних чи неметалічних визначається здатністю їхніх атомів віддавати чи приєднувати електрони в хімічних реакціях.
Найсильніше металічні властивості виражені в тих елементів, атоми яких енергійно віддають електрони. Металічність елемента (здатність виявляти металічні властивості) має залежність від енергії іонізації — енергії, необхідної для відіриву від атома електрона, най слабше зв’язаного з ядром, і перетворення атом на позитивно заряджений іон. Що менша енергія іонізації, то легше атом віддає електрон і відповідно сильніше виявляє металічні властивості.
І навпаки, неметалічні властивості проявляють елементи, здатні притягувати електрони до себе. Кількісною характеристикою неметалічності хімічного елемента (здатності виявляти неметалічні властивості) є його спорідненість до електрона, тобто енергія, яка виділяється в разі приєднання електрона до нейтрального атома під час перетворення його в негативно заряджений іон. Що вища спорідненість до електрона, то легше атом приєднує електрон і сильніше виявляє неметалічні властивості.
Для пояснення деяких феноменів, які спостерігаються під час утворення хімічного зв’язку, було запропоновано використовувати ще одну характеристику атомів — електронегативність.
Електронегативність — це умовна величина, яка характеризує здатність атомів елемента в хімічних сполуках відтягувати до себе електрони, що беруть участь в утворенні хімічних зв’язків.
Що менша енергія іонізації елемента, то менша його електронегативність. Що більша спорідненість елемента до електрона, то більша його електронегативність2.
2 Американський фізик Р. Маллікен (1896-1986) визначив електронегативність як середнє арифметичне спорідненості елемента до електрона і енергії іонізації. Це, строго кажучи, не зовсім правильно, тому що електронегативність, крім цих двох основних величин, залежить від низки змінних чинників. А отже, і сама електронегативність є величиною змінною.
Сам термін, поняття і першу шкалу відносних електронегативностей увів Лайнус Полінг3, нею й досі доволі широко користуються. За одиницю приймають електронегативність Літію і порівнюють з нею електронегативність інших елементів. В інертних елементів (за Полінгом) електронегативності немає. Флуор має найбільше значення електронегативності. Найменші значення електронегативності мають лужні металічні елементи.
3 Лайнус Карл Полінг (1901-1994) — видатний американський хімік, лауреат Нобелівської премії з хімії (1954).
Шкала Полінга (див. Додаток 2) — перша і найвідоміша шкала електронегативності; існують інші шкали.
