Tipi di legami chimici. Come connettere gli atomi?

La chimica è una scienza incredibile e, lo confesso, complicata. Per qualche ragione, è associato a esperimenti luminosi, provette multicolore, spesse nuvole di vapore. Ma poche persone pensano da dove viene questa "magia". Infatti, nessuna reazione avviene senza la formazione di composti tra gli atomi dei reagenti. Inoltre, questi "jumper" si trovano talvolta in elementi semplici. Influenzano la capacità delle sostanze di reagire e spiegare alcune delle loro proprietà fisiche.

Che tipo di legami chimici ci sono e in che modo influenzano i composti?

teoria

Dobbiamo iniziare con il più semplice. Un legame chimico è un'interazione in cui gli atomi di sostanze si combinano per formare sostanze più complesse. È un errore credere che questo sia peculiare solo di composti come sali, acidi e basi - anche le sostanze semplici, le cui molecole consistono di due atomi, hanno questi "ponti", se così si può chiamare condizionatamente un legame. A proposito, è importante ricordare che solo gli atomi con cariche diverse possono unire (questi sono i fondamenti della fisica: le particelle ugualmente caricate si respingono e quelle opposte si attraggono), così nelle sostanze complesse c'è sempre un catione (uno ione con carica positiva) e un anione (particella negativa) e la connessione stessa sarà sempre neutrale.

Ora proveremo a capire come avviene la formazione di un legame chimico.

Meccanismo di educazione

Qualsiasi sostanza ha un certo numero di elettroni distribuiti in strati di energia. Lo strato più esterno, sul quale si trova di solito la più piccola quantità di queste particelle, è considerato il più vulnerabile. Puoi scoprire il loro numero guardando il numero del gruppo (riga con numeri da uno a otto nella parte superiore della tavola periodica) in cui si trova l'elemento chimico e il numero di strati di energia è uguale al numero del periodo (da uno a sette, la linea verticale a sinistra degli elementi).

Idealmente, ci sono otto elettroni nello strato di energia esterna. Se non bastano, l'atomo cerca di trascinarli da un'altra particella. È durante il processo di selezione degli elettroni necessari per il completamento dello strato di energia esterna che si formano legami chimici. Il loro numero può variare e dipende dal numero di valenze o di particelle non appaiate (per scoprire quanti ce ne sono in un atomo, è necessario fare la sua formula elettronica). Il numero di elettroni che non hanno una coppia sarà uguale al numero di legami formati.

Un po 'di più sui tipi

I tipi di legami chimici formati durante le reazioni o semplicemente in una molecola di una sostanza dipendono interamente dall'elemento stesso. Esistono tre tipi di "saltatori" tra gli atomi: ionico, metallico e covalente. Quest'ultimo, a sua volta, è diviso in polare e non polare.

Per capire a che tipo di atomi di legame sono connessi, usa un tipo di regola: se gli elementi sono nelle parti destra e sinistra del tavolo (cioè, sono metallo e non metallico, per esempio, NaCl), allora la loro connessione è un eccellente esempio di legame ionico. Due forme non metalliche legame polare covalente (HCl) e due atomi della stessa sostanza, combinati in una molecola - covalente non polare (Cl ₂ , O ₂ ). I suddetti tipi di legami chimici non sono adatti per sostanze costituite da metalli - ci sono solo legame metallico.

Interazione covalente

Come accennato in precedenza, i tipi di legami chimici hanno un certo effetto sulle sostanze. Ad esempio, il "ponte" covalente è molto instabile, motivo per cui i composti con esso vengono facilmente distrutti con la minima influenza esterna, ad esempio il riscaldamento. Tuttavia, riguarda solo le sostanze molecolari. Quelli che hanno una struttura non molecolare sono praticamente indistruttibili (un esempio perfetto è un cristallo di diamante - una combinazione di atomi di carbonio).

Torna al polare e non polare legame covalente. Con il non-polar, tutto è semplice: gli elettroni tra i quali il "ponte" è formato sono alla stessa distanza dagli atomi. Ma nel secondo caso, vengono spostati su uno degli elementi. Il vincitore del "sovracoppiamento" sarà la sostanza la cui elettronegatività (la capacità di attrarre elettroni) è maggiore. È determinato da tabelle speciali, e maggiore è la differenza di questa grandezza tra i due elementi, più polare sarà la connessione tra loro. È vero, l'unica cosa per cui la conoscenza dell'elettronegatività degli elementi può essere utile è la definizione di un catione (una carica positiva - una sostanza che ha questa quantità in meno) e un anione (una particella negativa con una migliore capacità di attrarre elettroni).

Legame ionico

Non tutti i tipi di legami chimici sono adatti per la combinazione di metallo e non metallo. Come accennato in precedenza, se la differenza di elettronegatività degli elementi è enorme (e questo è il caso in cui si trovano in parti opposte del tavolo), tra loro si crea un legame ionico. In questo caso, gli elettroni di valenza si trasferiscono da un atomo con un'elettronegatività inferiore a un atomo con uno più grande, formando un anione e un catione. L'esempio più eclatante di un simile legame è un composto di un alogeno e un metallo, ad esempio AlCl ₂ o HF.

Legame metallico

Con i metalli è ancora più facile. Sono estranei ai suddetti tipi di legami chimici, perché hanno il loro. Può combinare entrambi gli atomi di una sostanza (Li ₂ ) e diversi (AlCr ₂ ), in quest'ultimo caso si formano leghe. Se parliamo di proprietà fisiche, i metalli combinano in sé plasticità e forza, cioè non collassano al minimo impatto, ma cambiano semplicemente la forma.

Legame intermolecolare

A proposito, esistono anche legami chimici nelle molecole. Si chiamano intermolecolari. Il tipo più comune è il legame con l'idrogeno, in cui un atomo di idrogeno prende in prestito elettroni da un elemento con un'elevata elettronegatività (da una molecola di acqua, per esempio).