Хімія. Комплексна підготовка до ЗНО і ДПА
4.6. Найважливіші характеристики ковалентного зв’язку
Характерні властивості ковалентного зв’язку — кратність, довжина, енергія, насиченість, спрямованість, полярність — визначають фізичні та хімічні властивості сполук.
Кратність зв’язку визначається кількістю спільних електронних пар, які зв’язують атоми. Відповідно ковалентний зв’язок буває простим (одинарним), подвійним і потрійним. Подвійні та потрійні зв’язки утворюються, коли атоми усуспільнюють більше однієї пари електронів; їх ще називають кратними, а молекули з такими зв’язками — ненасиченими.
Приклади сполук з різною кратністю зв’язків:
Довжина зв’язку — це відстань між центрами ядер атомів, які утворюють зв’язок. Її вимірюють у нанометрах (1 нм = 10-9 м). На довжину зв’язку істотно впливає кратність зв’язку: що вища кратність зв’язку, то менша довжина зв’язку. Зі збільшенням радіусів атомів, між якими виникає зв’язок, зростає і його довжина.
Енергія зв’язку — це енергія, яку потрібно затратити, щоб зруйнувати зв’язок, або енергія, яка виділяється під час утворення зв’язку. Її вимірюють у кілоджоулях на моль (кДж/моль). На енергію зв’язку істотно впливає кратність: що вища кратність зв’язку, то більша його енергія (міцність). З ростом міцності зв’язку його довжина зменшується.
Довжина та енергія зв’язків у молекулах деяких речовин:
Під насиченістю розуміють здатність атомів певного елемента утворювати обмежену кількість спільних ковалентних пар. Кількість ковалентних пар залежить від кількості орбіталей, що беруть участь у зв’язках. Так, наприклад, атом Нітрогену не може утворювати більше чотирьох зв’язків, атом Оксигену — більше трьох.
Залежно від того електрони яких підрівнів беруть участь у зв’язку (s, р чи гібридизованих орбіталей), його спрямованість по відношенню до лінії з’єднання атомів може бути різною.
Якщо до складу молекули входить більше двох атомів, говорять про валентний кут, тобто про кут між уявними осями, проведеними через ядра сполучених атомів:
Характер гібридизації валентних орбіталей центрального атома та їхнє просторове розташування визначає просторову (геометричну) конфігурацію молекул та складних іонів:
Крім наведених варіантів просторового розміщення зв’язків, існують й інші: тригонально-біпірамідальна, пентагонально-біпірамідальна тощо.
Як уже згадувалось вище, полярність зв’язку визначається асиметричністю розподілу електронної густини відносно ядер атомів, що утворюють зв’язок. Щільність електронної гучтини зміщується у бік більш електронегативного елемента, внаслідок чого молекула набуває характеристик електричного диполя, тобто стає полярною.
