Виды химических связей в ЕГЭ по химии

Мы уже поговорили с вами о том, зачем и как образуются химические связи, подробно разобрали обменный и донорно-акцепторный механизмы их формирования (вот здесь). В этой статье мы немножко углубимся в тему и обсудим, какие же вообще виды связей существуют. Готовы?)

Для начала предлагаю вам вспомнить важное понятие, с которым мы часто будем сталкиваться в этой статье, - электроотрицательность. Что это такое?

Наибольшей электроотрицательность обладает атом фтора, поэтому сразу сделаем вывод: чем ближе в таблице Менделеева элемент находится ко фтору, тем выше его электроотрицательность и тем сильнее он притягивает к себе электроны.

Ну, а теперь можно с чистой совестью приступать к разбору разновидностей химических связей. Начнём с того, что представим химическую связь в виде каната, натянутого между атомами каких-либо элементов. Между кем конкретно этот канат может быть натянут? Между атомами двух неметаллов, двух металлов или между металлом и неметаллом. Согласны? Поэтому глобально мы будем с вами рассматривать три вида химических связей. Но обо всём по порядку.

◕ Металлическая связь.

Из названия ясно, что это связь, образующаяся между атомами металлов. Она есть в кристаллах Na, Ca, Al, Ba, K и проч. В данном случае всё максимально просто: видим металл - делаем вывод, что перед нами соединение с металлическими связями.

◕ Ковалентная связь.

Это связь, которая, напротив, образуется между неметаллами. Различают два вида ковалентной связи: непонятная (образуется между атомами одного и того же неметалла) и полярная (образуется между атомами разных неметаллов). Рассмотрим обе чуть подробнее.

- Ковалентная неполярная связь: как мы уже сказали выше, она реализуется между атомами одного и того же неметалла: например, между атомом хлора и другим атомом хлора, между двумя атомами углерода и так далее.

Так как наш канат (химическая связь) в данном случае натянут между атомами одного и того же элемента (то есть атомами с абсолютно одинаковой электроотрицательностью), которые с равной силой тянут этот канат, никто из них так и не стягивает на себя общую электронную пару (химическую связь) и она остаётся ровно посередине. Из-за того, что отрицательный заряд, который несут на себе электроны химической связи, не стягивается ни к одному из атомов, в молекуле не возникает ни отрицательно, ни положительно заряженных полюсов, поэтому сам вид связи и называется: ковалентная НЕполярная (= нет полюсов).

А, понятно! То есть, если мы видим простое вещество-неметалл, там как раз и будут ковалентные неполярные связи, так как есть связи между атомами одного и того же неметалла? Например, в молекулах Cl₂, Br₂, S, N₂, O₃? Да, но...

...существуют и сложные вещества, в которых также реализуются ковалентные неполярные связи (связи между атомами одного и того же неметалла). Например: пероксиды со своим кислородным мостиком -O-O-, органические соединения и C-C-связи в их составе, а также дисульфид железа (пирит, FeS₂) и карбид кальция (CaC₂). Это единственные сложные вещества, в которых в рамках ЕГЭ по химии так же, как и в простых веществах-неметаллах, есть ковалентные неполярные связи.

А что, если связь образуется между разными неметаллами, которые, логично, обладают разными значениями электроотрицательности и с различной силой тянут на себя электроны химической связи? В таком случае атом более сильного, более электроотрицательного элемента стягивает химическую связь (в которой тусуются отрицательно заряженные электроны) на себя и за счёт этого приобретает частично отрицательный заряд, а тот атом, с которого стянули электроны, - частично положительный. Таким образом, в молекуле возникают полюса: положительно и отрицательно заряженный. А сама связь при этом называется ковалентной полярной (= есть полюса).

Вот ещё примеры веществ с ковалентными полярными связями: CO, N₂O, HNO₃, Cl₂O₇, H₂SO₄.

◕ Единственное, о чём мы ещё не поговорили, - это о ситуации, когда связь возникает между противоположностями - металлом и неметаллом. Давайте разбираться.

Начнём с того, что неметаллы в таблице Менделеева находятся близко ко фтору (самому электроотрицательному элементу), а следовательно, они и сами имеют высокие значения электроотрицательности и хорошо стягивают на себя электроны. Металлы же, напротив, находятся далеко от фтора, прямо противоположно неметаллам, из-за чего имеют низкие значения электроотрицательности и слабо притягивают к себе электроны. По этой причине отнять электрон у меняла так же легко, как забрать конфетку у ребёнка. Чем и пользуются неметаллы...

Если неметалл "подойдёт" к металлу, то за счёт своей высокой электроотрицательности и низкой электроотрицательности металла, сможет легко отнять у него электрон и присвоить его себе. Атом, который "отнял" у металла один или несколько электронов (отрицательно заряженных частиц), логично, станет и сам заряжен отрицательно, то есть превратится в анион, отрицательно заряженную частицу. В свою очередь металл, у которого электроны забрали, приобретёт положительный заряд, то есть станет катионом. Так как в этом процессе образовались ионы, такая связь (между металлом и неметаллом) и называется ионной.

Вот ещё примеры веществ с ионными связями (то есть со связями типа "металл-неметалл"): AlCl₃, K₂O, Fe(OH)₂, Na₂O₂.

Помимо этого, в ЕГЭ встречаются случаи, когда ионная связь образуется не между металлом и неметаллом, а с участием иона аммония NH₄⁺ и его аналогов в органической химии (например, CH₃NH₃⁺). Таким образом, NH₄Cl, (NH₄)₂SO₄, CH₃NH₃NO₃ - это тоже вещества с ионными связями.

В одном веществе абсолютно спокойно могут быть реализованы несколько видов связей, и это абсолютно нормально! Например, в хлориде аммония NH₄Cl есть как ионная связь (между катионом аммония и хлорид-анионом), так и ковалентные полярные связи N-H внутри иона аммония.

Я надеюсь, вам было полезно и интересно. Жду вас на закреплении этой теме в своём Телеграмм-канале - https://t.me/vse_ananasiki_tut

P.s. Межмолекулярную водородную связь разберём в следующий раз!