-->
|
|
|
Ãëàâà ïåðâàÿ. Óãëåâîäîðîäû è èõ ïðèðîäíûå èñòî÷íèêè § 4. Êîâàëåíòíàÿ õèìè÷åñêàÿ ñâÿçü (ïðîäîëæåíèå)Íåòðóäíî çàìåòèòü, ÷òî òàê æå, êàê è â ñëó÷àå îáðàçîâàíèÿ êîâàëåíòíîé ñâÿçè ìåæäó àòîìàìè îäíîãî ýëåìåíòà, õèìè÷åñêàÿ ñâÿçü ìåæäó àòîìàìè ðàçíûõ ýëåìåíòîâ îñóùåñòâëÿåòñÿ çà ñ÷¸ò îáðàçîâàíèÿ îáùèõ ýëåêòðîííûõ ïàð. Íî âñ¸ íå òàê ïðîñòî. Ïàðèòåòà ìåæäó àòîìàìè â ýòîì ñëó÷àå íå áóäåò, òàê êàê íà÷èíàåò ïðîÿâëÿòüñÿ îñîáàÿ õàðàêòåðèñòèêà õèìè÷åñêèõ ýëåìåíòîâ, íàçûâàåìàÿ ýëåêòðîîòðèöàòåëüíîñòüþ (ÝÎ).
Âàæíåéøèå íåìåòàëëû ïî óñèëåíèþ èõ ÝÎ ìîæíî ðàñïîëîæèòü â ñëåäóþùèé ðÿä:
Òàê êàê ðàçíûå ýëåìåíòû îáëàäàþò ðàçíîé ÝÎ, òî îáùàÿ ýëåêòðîííàÿ ïàðà îêàçûâàåòñÿ ñìåù¸ííîé â ñòîðîíó áîëåå ýëåêòðîîòðèöàòåëüíîãî ýëåìåíòà.  ðåçóëüòàòå íà àòîìå òàêîãî ýëåìåíòà îáðàçóåòñÿ ÷àñòè÷íûé îòðèöàòåëüíûé çàðÿä (åãî îáîçíà÷àþò δ-). Ñîîòâåòñòâåííî íà àòîìå ìåíåå ýëåêòðîîòðèöàòåëüíîãî ýëåìåíòà âîçíèêíåò òàêîé æå ÷àñòè÷íûé, íî óæå ïîëîæèòåëüíûé çàðÿä (åãî îáîçíà÷àþò δ+). Ñëåäîâàòåëüíî, ïî ëèíèè êîâàëåíòíîé ñâÿçè âîçíèêíåò äâà ïîëþñà — îòðèöàòåëüíûé è ïîëîæèòåëüíûé. Ïîýòîìó òàêóþ êîâàëåíòíóþ ñâÿçü íàçûâàþò ïîëÿðíîé. Êîâàëåíòíóþ ñâÿçü ìåæäó àòîìàìè îäíîãî õèìè÷åñêîãî ýëåìåíòà íàçûâàþò íåïîëÿðíîé, òàê êàê â ýòîì ñëó÷àå çàðÿäîâ-ïîëþñîâ ïî ëèíèè ñâÿçè íå âîçíèêàåò.  ðàññìîòðåííûõ ïðèìåðàõ äëÿ ìîëåêóë õëîðîâîäîðîäà è ìåòàíà ñâÿçè Í—Ñl è Ñ—Í ÿâëÿþòñÿ êîâàëåíòíûìè ïîëÿðíûìè.
Òàê êàê êîâàëåíòíàÿ õèìè÷åñêàÿ ñâÿçü â ëèíåéíîé ìîëåêóëå õëîðîâîäîðîäà ïîëÿðíà, ïîëÿðíîé áóäåò è ñàìà ìîëåêóëà.  íåé èìåþòñÿ äâà ïðîòèâîïîëîæíî çàðÿæåííûõ ïîëþñà, ïîýòîìó òàêèå ìîëåêóëû íàçûâàþò äèïîëÿìè. À âîò ìîëåêóëà ìåòàíà, íåñìîòðÿ íà ïîëÿðíîñòü êàæäîé èç ñâÿçåé Ñ—Í, â öåëîì íåïîëÿðíà. Ýòî ñâÿçàíî ñ òåì, ÷òî ìîëåêóëà ìåòàíà èìååò òåòðàýäðè÷åñêîå ñòðîåíèå è ïîëÿðíîñòü âñåõ ñâÿçåé âçàèìíî êîìïåíñèðóåòñÿ. Îòñþäà ñëåäóåò âàæíûé âûâîä: ïîëÿðíîñòü ìîëåêóëû çàâèñèò îò ïîëÿðíîñòè ñâÿçåé è îò ãåîìåòðè÷åñêîãî ñòðîåíèÿ. Òàê, ìîëåêóëû âîäû, èìåþùèå óãëîâîå ñòðîåíèå, ïðåäñòàâëÿþò ñîáîé äèïîëè.
Ìîëåêóëû æå óãëåêèñëîãî ãàçà, èìåþùèå ëèíåéíîå ñòðîåíèå, íåñìîòðÿ íà âûñîêóþ ïîëÿðíîñòü äâîéíîé ñâÿçè
 ðàññìîòðåííûõ âûøå ïðèìåðàõ îáðàçîâàíèÿ êîâàëåíòíîé ñâÿçè êàæäûé èç àòîìîâ ïðåäîñòàâèë â îáùóþ ýëåêòðîííóþ ïàðó ïî îäíîìó ýëåêòðîíó. Òàêîé ìåõàíèçì îáðàçîâàíèÿ êîâàëåíòíîé ñâÿçè íàçûâàþò îáìåííûì. Îäíàêî ñóùåñòâóåò è äðóãîé ìåõàíèçì: îäèí èç àòîìîâ îáëàäàåò ñâîáîäíîé ýëåêòðîííîé ïàðîé (å¸ íàçûâàþò íåïîäåë¸ííîé) è ïåðåäà¸ò å¸ â îáùåå ïîëüçîâàíèå ñ äðóãèì àòîìîì, ó êîòîðîãî èìååòñÿ ñâîáîäíàÿ (ïóñòàÿ, âàêàíòíàÿ) îðáèòàëü. Ïåðâûé àòîì íàçûâàþò äîíîðîì, à âòîðîé — àêöåïòîðîì. Òàêîé ìåõàíèçì îáðàçîâàíèÿ êîâàëåíòíîé ñâÿçè íàçûâàþò äîíîðíî-àêöåïòîðíûì. Äîíîðíî-àêöåïòîðíûé ìåõàíèçì âîçíèêíîâåíèÿ êîâàëåíòíîé ñâÿçè ðàññìîòðèì íà ïðèìåðå îáðàçîâàíèÿ êàòèîíà àììîíèÿ:
|
|
|