Ионную связь можно рассматривать как предельный случай полярной ковалентной связи. 


Мы поможем в написании ваших работ!



ЗНАЕТЕ ЛИ ВЫ?

Ионную связь можно рассматривать как предельный случай полярной ковалентной связи.



Внешне соединения с ионными и ковалентными связями могут довольно сильно отличаться друг от друга. Ионные соединения – обычно твердые и хрупкие вещества, плавящиеся при высоких температурах. Растворы ионных соединений проводят электрический ток, потому что при растворении они распадаются на заряженные ионы. Типичное ионное соединение – поваренная соль NaCl.

Соединения с ковалентными и полярными ковалентными связями в обычных условиях часто являются газами или жидкостями. Если это твердые вещества, то плавятся они достаточно легко, хотя есть и исключения, которые мы обсудим в §3.8. Растворы таких веществ далеко не всегда проводят электрический ток, потому что при растворении они могут и не распадаться на ионы. Типичные соединения с полярными ковалентными связями: хлороводород HCl, углекислый газ СО2, вода Н2О, песок SiO2, многочисленные органические соединения.

На примере родственных соединений HCl и NaCl можно видеть, как увеличение полярности связи может в итоге приводить к качественным изменениям в свойствах веществ при одинаковых условиях (рис. 3-4).

Рис. 3-4. Хлороводород HCl (содержит полярную ковалентную связь) при комнатной температуре – газообразное вещество. В этих же условиях поваренная соль NaCl (ионная связь между атомами) – твердое кристаллическое вещество.

Иногда встречается утверждение, что ионная связь – это химическая связь, возникающая в результате кулоновского притяжения противоположно заряженных ионов. Действительно, электростатическое притяжение противоположных зарядов в ионных соединениях вносит заметный вклад в энергию связи. Но в то же время ковалентная составляющая химической связи никогда не выключается полностью даже в наиболее ионных соединениях.

Таким образом, граница между полярными ковалентными и ионными соединениями достаточно условна. Например, чистая вода (полярное ковалентное соединение) все-таки обладает электропроводностью (правда, очень низкой), а если поваренную соль (ионное соединение) расплавить и нагреть до кипения в вакууме, то в парах будут присутствовать молекулы Na–Cl, а не отдельные ионы Na+ и Cl.

Можно ли измерить степень полярности ковалентной связи? Где кончается полярная ковалентная связь и начинается ионная?

Электроотрицательность можно выразить количественно и выстроить элементы в ряд по ее возрастанию. Наиболее часто используют шкалу электроотрицательностей, предложенную американским химиком Л. Полингом. Электроотрицательность (X) измеряется в относительных величинах (таблица 3-3).

Таблица 3-3. Электроотрицательности (X) некоторых элементов.
Данные из справочника CRS Handbook of Chemistry and Physics (издание 2007 года).

Электроотрицательнось по Полингу – это свойство атомов, связанных химическими связями, т.е. находящихся в составе химических соединений. Соединения таких благородных элементов, как гелий, неон и аргон до сих пор не получены, поэтому не определена и ЭО этих элементов. Однако в полной таблице в приложении VII уже можно найти значения для ксенона (Xe), соединения которого с фтором и кислородом известны с 60-х годов ХХ века.

Для фтора во многих книгах приводится значение X = 4,0 и в этом нет ошибки. Просто в таблице 3-3 приведены уточненные данные и, кроме того, значение 3,98 вполне может быть округлено до 4,0.

Менее всего электроотрицательны атомы щелочных и щелочноземельных металлов Li, Na, Mg и т.д. И это понятно – ведь их внешние электронные оболочки далеки от завершения и для них выгоднее сдвинуть свои валентные электроны к чужому атому, чем "добирать" электроны у соседей.

Обратите внимание на необычно высокую электроотрицательность атома водорода (X = 2,20) – она значительно выше значений для щелочных металлов. В этом нет ничего удивительного: атом водорода лишь формально является электронным аналогом атомов щелочных металлов – на самом деле ему не хватает только одного электрона для полного завершения своей валентной оболочки (как и атомам галогенов с их высокими значениями X). Поэтому электроноакцепторные свойства атома водорода выражены сильнее, чем у щелочных металлов.

Допустим, между двумя какими-то элементами образовалась химическая связь. Теперь разность электроотрицательностей этих элементов (Δ X) позволит нам судить о том, насколько эта связь отличается от чисто ковалентной.

Какие бы два атома не были связаны между собой, для вычисления Δ X нужно из большей электроотрицательности вычесть меньшую.

Для чисто ковалентной связи такая разница всегда равна нулю, например:
а) связь F—F в молекуле фтора F2: Δ X = (3,98 - 3,98) = 0 (ковалентная связь);
б) связь O=O в молекуле кислорода O2: Δ X = (3,44 - 3,44) = 0 (ковалентная связь).
Если величина Δ X меньше, чем 0,4 – такую связь тоже условно называют ковалентной.

При разности электроотрицательностей от 0,4 до 2,0 связь называют полярной ковалентной, например:
в) связь H—F в молекуле фтороводорода HF: Δ X = (3,98 - 2,20) = 1,78 (полярная ковалентная связь);
г) связь C—Cl в молекуле CСl4: Δ X = (3,16 - 2,55) = 0,61 (полярная ковалентная связь);
д) связь S=O в молекуле SO2: Δ X = (3,44 - 2,58) = 0,86 (полярная ковалентная связь).

Чем больше разность электроотрицательностей, тем больше доля ионности связи. Условно принято, что связи с разностью электроотрицательностей больше 2,0 считаются ионными. Например:
е) связь Na—Cl в соединении NaCl: Δ X = (3,16 - 0,93) = 2,23 (ионная связь);
ж) связь Na—F в соединении NaF: Δ X = (3,98 - 0,93) = 3,05 (ионная связь);
з) связь K—O в соединении K2O: Δ X = (3,44 - 0,82) = 2,62 (ионная связь).

Таким образом, при возникновении химической связи происходит не только обобществление электронов, но и в ряде случаев передача электронов от одного атома другому. Эта передача может быть частичной или почти полной. Электроны всегда передаются от атома с меньшей электроотрицательностью атому с большей электроотрицательностью.

Задачи.

3.14. Определите характер связи в приведенных ниже соединениях и разделите их на три группы: а) соединения с ковалентными связями, б) с полярными ковалентными связями, в) с ионными связями. Решение обоснуйте.

PH3, CaO, Br2, BeCl2, CsBr, S8 (циклическая молекула), BF3, H2, Li2O.

3.15. В таблице 3-3 в тексте параграфа не приведены электроотрицательности для благородных газов. Попробуйте предсказать значение электроотрицательности ксенона в соединении XeF6 (речь идет о качественной оценке: “больше чем у фтора”, “меньше чем у фтора”). Проверьте свое предположение по таблице электроотрицательностей элементов в

 

 



Поделиться:


Последнее изменение этой страницы: 2017-02-22; просмотров: 425; Нарушение авторского права страницы; Мы поможем в написании вашей работы!

infopedia.su Все материалы представленные на сайте исключительно с целью ознакомления читателями и не преследуют коммерческих целей или нарушение авторских прав. Обратная связь - 3.238.62.119 (0.004 с.)