От нейтральных атомов к ионной решётке
Переключай этапы. Счётчики покажут перенос электрона, а затем — притяжение образованных ионов.
Учебная схема: размеры, цвета и расстояния условны. Переключатели показывают объяснённые примеры, оценка здесь не выставляется.
Почему атомы связываются
Химическая связь возникает благодаря взаимодействию положительных ядер и отрицательных электронов. Притяжение конкурирует с отталкиванием ядер друг от друга и электронов друг от друга. Устойчивое расположение возможно, когда общая энергия системы понижается.
Слишком большое расстояние делает взаимодействие слабым, слишком малое резко усиливает отталкивание. Между ними существует область энергетического минимума. Она соответствует устойчивой связи и определённому межъядерному расстоянию.
Далеко
Взаимодействие слабое.
На подходящем расстоянии
Энергия минимальна, связь устойчива.
Слишком близко
Сильно возрастает отталкивание.
Химическая связь связана с понижением энергии системы. Устойчивое расстояние определяется балансом притяжения и отталкивания.
Общая пара между атомами
Ковалентная связь образуется общей электронной парой. В H₂ каждый атом H вносит один электрон, а общая пара притягивается к обоим ядрам. Она принадлежит молекуле и учитывается в окружении каждого атома.
Общую пару изображают двумя точками или одной чертой: H:H и H—H. Черта не является материальной палочкой между шариками. Это условное обозначение электронного взаимодействия.
Два атома H
У каждого по одному электрону.
Сближение
Возникает общая область электронной плотности.
Молекула H₂
Одна общая пара связывает два ядра.
Ковалентную связь образует общая электронная пара. Черта между символами обозначает эту пару условно.
Строение кристалла поваренной соли
Кристаллическая структура NaCl: формула задаёт соотношение частиц, а не отдельную молекулу в кристалле.
Walkerma · Wikimedia Commons · Public domain. Без изменений.
Не удалось загрузить изображение. Открыть источник
Модель молекулы воды H₂O
В модели молекулы воды два атома H соединены с одним O; цвета и размеры условны.
Ben Mills · Wikimedia Commons · Public domain. Без изменений.
Не удалось загрузить изображение. Открыть источник
Что называют ионной связью
Ионная связь — электростатическое притяжение противоположно заряженных ионов. Передача электрона помогает объяснить их образование, но сама связь — последующее взаимодействие зарядов.
В кристалле NaCl каждый ион взаимодействует со многими соседями. Поэтому рисунок одной пары Na⁺—Cl⁻ не означает, что весь кристалл состоит из отдельных молекул. Это фрагмент общей структуры.
Образование ионов
Появляются Na⁺ и Cl⁻.
Притяжение
Противоположные заряды взаимодействуют.
Решётка
Ионы образуют протяжённую структуру.
Ионная связь обусловлена притяжением противоположных зарядов. Кристалл включает множество взаимодействующих ионов.
Металл: общие подвижные электроны
В металлической структуре положительные атомные остовы связаны общими делокализованными электронами. Электроны не принадлежат одной фиксированной паре соседей и могут перемещаться по кристаллу. Это модель металлической связи.
Изображение «электронного газа» условно: внутри металла не находится обычный газ из молекул. Модель подчёркивает коллективное движение электронов и их роль в удержании структуры. Передача электрона Na → Cl не изменяет ядра: Na⁺ по-прежнему имеет 11 протонов, но 10 электронов; Cl⁻ — 17 протонов и 18 электронов. Внешнее поле перемещает подвижные электроны металла и вызывает ток. В твёрдом ионном кристалле ионы закреплены; их подвижность возрастает в расплаве или растворе.
Атомные остовы
Образуют упорядоченную структуру.
Общие электроны
Распределены по всему металлу.
Связь
Электростатическое взаимодействие удерживает структуру.
Металлическая связь включает делокализованные электроны. Они принадлежат всей структуре, а не одной выбранной паре атомов.
Шесть выводов
Тест по параграфу10 вопросов · 4 варианта · один правильный · 0,5 балла за ответ · максимум 5
Учебный источник и иллюстрации
Основа: предоставленный учебник «Химия, 10 класс», § 3. Материал переработан и дополнен разъяснениями; источник: 10 класс. Химия — § 03. Типы химической связи.pdf. Учтены границы структурных моделей, влияние среды реакции и различия между составом и строением.
Иллюстрации загружаются непосредственно с Wikimedia Commons; авторы и лицензии указаны под изображениями. Схемы и обучающие модели созданы для этого конспекта.
OpenStax: Organic Chemistry · OpenStax: реакции моносахаридов