Що таке ковалентний полярний і неполярний зв’язок

Хімічним елементарним частинкам властиво з’єднуватися один з одним за допомогою формування спеціальних взаємозв’язків. Вони бувають полярними і неполярними. Кожен зв’язок має певний механізм формування і умови виникнення.

Що таке ковалентний зв’язок

Ковалентний зв’язок – це утворення, яке виникає у елементів з неметалевими властивостями. Наявність приставки «ко» свідчить про спільну участь атомних електронів різних елементів.

Поняття «Валенти» означає наявність певної сили.

Виникнення такого взаємозв’язку відбувається за допомогою усуспільнення атомних електронів, які не мають «пари».

Зазначені хімічні зв’язки виникають за рахунок появи «скарбнички» електронів, що є спільною для обох взаємодіючих частинок. Поява пар електронів здійснюється внаслідок накладання один на одного електронних орбіталей. Зазначені види взаємодії виникають між електронними хмарами обох елементів.

Важливо! Ковалентний взаємозв’язок з’являється в разі об’єднання пари орбіталей.

Речовинами з описаної структурою є:

• численні гази;
• вода;
• спирти;
• вуглеводи;
• білки;
• органічні кислоти.

Ковалентний хімічний зв’язок утворюється за рахунок формування пар електронів у простих речовин або складних з’єднань. Речовина буває полярною і неполярною.

Як визначити природу хімічного зв’язку?

Для цього необхідно подивитися на атомну складову частинок, які присутні у формулі.

Хімічні зв’язки описаного виду формуються тільки між елементами, де переважають неметалеві властивості.

Якщо в з’єднанні присутні атоми однакових або різних неметалів, значить виникаючі між ними взаємозв’язки – «ковалентні».

Коли в з’єднанні одночасно присутні метал і неметал говорять про утворення іонного взаємозв’язку.

Структура з «полюсами»

Ковалентний полярний зв’язок з’єднує один з одним атоми різних, за своєю природою, неметалів. Це можуть бути атоми:

Є й інше визначення для зазначених речовин. Воно говорить про те, що даний «ланцюжок» формується між неметалами з різними показниками електронегативності. В обох випадках «підкреслюється» різновид хімічних елементів-атомів, де виник цей взаємозв’язок.

Формула речовини з ковалентним полярним зв’язком – це:

Представлені з’єднання в нормальних умовах можуть мати рідкі або газоподібні агрегатні стани. Формула Льюїса допомагає точніше зрозуміти механізм скріплення атомних ядер.

Як утворюється ковалентний зв’язок

Механізм утворення ковалентного зв’язку для атомних частинок з різними значеннями електронегативності зводиться до формування загальної щільності електронної природи.

Зазвичай вона зміщується до елементу, який має найбільший показник електронегативності. Його можна визначити за спеціальною таблицею.

Через зсув загальною пари «електрончиків» в сторону елемента з великим значенням електронегативності, на ньому частково формується негативний заряд.

Відповідно інший елемент отримає частковий позитивний заряд. Внаслідок цього утворюється з’єднання з двома різнозарядженими полюсами.

Нерідко при утворенні полярного взаємозв’язку використовується акцепторний механізм або донорно-акцепторний механізм. Прикладом речовини, утвореної за даним механізму, служить молекула аміаку. У ній азот наділений вільною орбіталлю, а водень – вільним електроном. Загальна електронна пара, яка утворилася, займає дану орбіталь азоту, в результаті чого один елемент стає донором, а інший акцептором.

Описаний механізм утворення ковалентного зв’язку, як вид взаємодії, характерний не для всіх з’єднань з полярним зв’язуванням. Прикладами можуть служити речовини органічного, а також неорганічного походження.

Неполярна структура ковалентного зв’язку

Ковалентний неполярний зв’язок пов’язує між собою елементи з неметалевими властивостями, які мають однакові значення електронегативності. Іншими словами, речовини з ковалентним неполярним зв’язком – це з’єднання, які складаються з різної кількості ідентичних неметалів.

Формула речовини з ковалентним неполярним взаємозв’язком:

Приклади з’єднань, які відносяться до зазначеної категорії є речовинами простого будови. У формуванні цього типу взаємодії, як і інших неметалічних взаємозв’язків, задіюються «крайні» електрони.

В деякій літературі їх називають валентними. Під валентністю мають на увазі кількість електронів, необхідних для завершення зовнішньої оболонки. Атом може віддавати або приймати негативно заряджені частинки.

Описаний взаємозв’язок відноситься до категорії двухелектронних або двухцентрових ланцюжків. При цьому пара електронів займає загальне положення між двома орбіталями елементів.

У структурних формулах електронну пару записують у вигляді горизонтальної риски або «-». Кожна така риска показує кількість загальних електронних пар в молекулі.

Для розриву речовин із зазначеним видом взаємозв’язку потрібно затратити максимальну кількість енергії, тому ці речовини є одними з найміцніших за шкалою міцності.

Увага! До цієї категорії відносять алмаз – одне з найміцніших з’єднань в природі.

Як з’являється

За донорно-акцепторним механізмом неполярні взаємозв’язки практично не з’єднуються.

Ковалентний неполярний зв’язок – це структура, яка формується за допомогою виникнення загальних пар електронів. Дані пари в однаковій мірі належать обом атомам. Кратне зв’язування за формулою Льюїса точніше дає уявлення про механізм з’єднання атомів в молекулі.

Схожістю ковалентного полярного і неполярного зв’язку є поява загальної електронної щільності. Тільки в другому випадку утворюються електронні «скарбнички», які в однаковій мірі належать обом атомам, займаючи центральне становище.

В результаті не утворюються часткові позитивні і негативні заряди, а значить «ланцюги», які утворилися, є неполярними.

Важливо! Неполярний взаємозв’язок призводить до утворення загальної електронної пари, за рахунок чого останній електронний рівень атома стає завершеним.

Властивості речовин з описаними структурами істотно відрізняються від властивостей речовин з металевим або іонним взаємозв’язком.

Ковалентний звязок – полярний і неполярний: що це таке і яка формула речовини

Речовини молекулярної будови утворюються з допомогою особливого виду взаємозв’язку. Ковалентний зв’язок в молекулі, полярний і неполярний, також називається атомною. Ця назва походить від латинського «co» — «спільно» і «vales» — «який має силу». При такому способі утворення сполук пара електронів ділиться між двома атомами.

Властивості

Що таке ковалентний полярний і неполярний зв’язок? Якщо нове з’єднання утворюється таким чином, відбувається усуспільнення електронних пар. Зазвичай такі речовини мають молекулярну будову: Н2, О3, HCl, HF, CH4.

Є і немолекулярные речовини, в яких атоми зв’язані таким чином. Це так звані атомні кристали: алмаз, діоксид кремнію, карбід кремнію. В них кожна частинка пов’язана з чотирма іншими, в результаті виходить дуже міцний кристал. Кристали з молекулярною структурою зазвичай не відрізняються високою міцністю.

Властивості такого способу утворення сполук:

• кратність;
• спрямованість;
• ступінь полярності;
• поляризовність;
• пару.

Кратність — це кількість неподілених електронних пар. Їх може бути від однієї до трьох. У кисню до заповнення оболонки двох електронів не вистачає, тому вона буде подвійною. У азоту в молекулі N2 вона потрійна.

Дивіться також: Фосфор: характеристика елемента, алотропні модифікації, фізичні та хімічні властивості простої речовини

Поляризовність — можливість утворення ковалентного полярного зв’язку і неполярний. При цьому вона може бути більш або менш полярна, ближче до іонної або навпаки — в цьому полягає властивість ступеня полярності.

Спрямованість означає, що атоми прагнуть з’єднатися таким чином, щоб між ними залишилася як можна велика електронна щільність. Про спрямованості має сенс говорити тоді, коли з’єднуються p або d-орбіталі. S-орбіталі сферично симетричні, для них всі напрямки рівноцінні. У p-орбіталей неполярний або полярний ковалентний зв’язок спрямована уздовж його осі, так що дві «вісімки» перекриваються вершинами. Це σ-зв’язок. Існують і менш міцні π-зв’язку. У випадку p-орбіталей «вісімки» перекриваються бічними сторонами поза осі молекули. У подвійному або потрійному випадку p-орбіталі утворюють одну σ-зв’язок, а інші будуть типу π.

Спряження — це чергування простих і кратних, робить молекулу більш стабільною. Така властивість характерна для складних органічних сполук.

Види і способи утворення хімічних зв’язків