Природа и типы химической связи

  • 28 февр. 2010 г.
  • 4901 Слова
Введение.
При взаимодействии атомов между ними может возникать химическая связь, приводящая к образованию устойчивой многоатомной системы — молекулы, молекулярного иона, кристалла. Чем прочнее химическая связь, тем больше энергии нужно затрачивать для ее разрыва; поэтому энергия разрыва связи служит мерой ее прочности. Энергия разрыва связи всегда положительна: в противном случае химическаясвязь самопроизвольно разрывавалась бы с выделением энергии. Из этого следует, что при образовании химической связи энергия всегда выделяется за счет уменьшения потенциальной энергии системы взаимодействующих электронов и ядер. Поэтому потенциальная энергия образующейся частицы (молекулы, кристалла) всегда меньше, чем суммарная потенциальная энергия исходных свободных атомов. Таким образом,условием образования химической связи является уменьшение потенциальной энергии системы взаимодействующих атомов.
Химическая связь возникает благодаря взаимодействию электрических полей, создаваемых электронами и ядрами атомов, участвующих в образовании молекулы или кристалла. Познание характера этого взаимодействия оказалось возможным на основе
представлений о строении атома и окорпускулярно-волновых свойствах электрона.
Идея об электрической природе химической связи была высказана в 1807 г. выдающимся английским физиком Г. Дэви, который предположил, что молекулы‚образуются благодаря электростатическому притяжению разноименно заряженных атомов. Эта идея была развита известным шведским химиком И. Я. Берцелиусом, разработавшим в 1812—1818 гг. электрохимическую теорию химической связи. Согласно этой теории,все атомы обладают положительным и отрицательным полюсами, причем у одних атомов преобладает положительный полюс («электроположительные» атомы), а у других — отрицательный («электроотрицательные» атомы). Атомы, у которых преобладают противоположные полюса, притягиваются друг к другу: например, электроположительные атомы кальция притягиваются к электроотрицательным атомам кислорода, образуямолекулу оксида кальция СаО. В молекуле СаО электрические заряды атомов скомпенсированы неполностью; молекула обладает избыточным положительным зарядом и при взаимодействии с другой молекулой, имеющей некомпенсированный отрицательный заряд (например, с молекулой СО2), будет притягиваться к ней. В результате образуется более сложная молекула СаО•СО2 (т.е СаСО3)
Удачно объясняя некоторые химические явления,электрохимическая теория противоречила, однако, ряду фактов. Так, с точки зрения этой теории было необъяснимым существование молекул, образованных одинаковыми атомами (Н2, О2, Сl2 и т. п.) обладающими, согласно Берцелиусу, одноименными зарядами. С развитием химии обнаруживалось все большее число подобных противоречий; поэтому теория Берцелиуса вскоре перестала пользоваться признанием.
При всейсвоей незрелости теория Дэви-Берцелиуса содержала рациональную мысль об электрическом происхождении сил, обусловливающих образование химической связи.
Крупным шагом в развитии представлений о строении молекул явилась теория химического строения, выдвинутая в 1861 г. выдающимся русским химиком А.М. Бутлеровым.

Теория химического строения.
Основу теории, разработанной А. М. Бутлеровым,составляют следующие положения:
1. Атомы в молекулах соединены друг с другом в определенной последовательности. Изменение этой последовательности приводит к образованию нового вещества с новыми свойствами.
2. Соединение атомов происходит в соответствии с их валентностью.
3. Свойства веществ зависят не только от их состава, но и от их «химического строения» т.е. от порядка соединения атомов вмолекулах и характера их взаимного влияния. Наиболее сильно влияют друг на друга атомы, непосредственно связанные между собой.
Таким образом, согласно теории Бутлерова свойства веществ определяются не только их качественным и количественным составом, как считали раньше, но и внутренней структурой молекул, определенным порядком соединения между собой...
tracking img