Le terme « liaison covalente » lui-même vient de deux mots latins : « co » - ensemble et « vales » - ayant une force, puisqu'il s'agit d'une liaison qui se produit grâce à une paire d'électrons appartenant simultanément aux deux (ou plus précisément dans un langage simple, la liaison entre atomes due à une paire d'électrons qui leur sont communs). La formation d'une liaison covalente se produit exclusivement entre des atomes non métalliques et peut apparaître à la fois dans les atomes de molécules et dans les cristaux.

Le covalent a été découvert pour la première fois en 1916 par le chimiste américain J. Lewis et a existé pendant un certain temps en tant qu'hypothèse, idée, ce n'est qu'alors qu'il a été confirmé expérimentalement. Qu’ont découvert les chimistes à ce sujet ? Et du fait que l'électronégativité des non-métaux peut être assez grande et que lors de l'interaction chimique de deux atomes le transfert d'électrons de l'un à l'autre peut être impossible, c'est à ce moment que les électrons des deux atomes s'unissent, un véritable covalent une liaison d’atomes naît entre eux.

Types de liaison covalente

En général, il existe deux types de liaisons covalentes :

• échange,
• acceptation du donateur.

Dans le type d'échange de liaison covalente entre atomes, chacun des atomes de connexion apporte un électron non apparié pour former une liaison électronique. Dans ce cas, ces électrons doivent avoir des charges opposées (spins).

Un exemple d’une telle liaison covalente est la liaison qui se produit dans une molécule d’hydrogène. Lorsque les atomes d’hydrogène se rassemblent, leurs nuages ​​d’électrons se pénètrent ; en science, c’est ce qu’on appelle le chevauchement des nuages ​​d’électrons. En conséquence, la densité électronique entre les noyaux augmente, ils sont eux-mêmes attirés les uns vers les autres et l'énergie du système diminue. Cependant, lorsqu'ils se rapprochent de trop près, les noyaux commencent à se repousser, et ainsi apparaît une certaine distance optimale entre eux.

Ceci est montré plus clairement sur l’image.

Quant au type de liaison covalente donneur-accepteur, il se produit lorsqu'une particule, dans ce cas le donneur, présente sa paire d'électrons pour la liaison, et la seconde, l'accepteur, représente une orbitale libre.

En parlant également des types de liaisons covalentes, nous pouvons distinguer les liaisons covalentes non polaires et polaires ; nous en parlerons plus en détail ci-dessous.

Liaison covalente non polaire

La définition d’une liaison covalente non polaire est simple : c’est une liaison qui se forme entre deux atomes identiques. Pour un exemple de formation d'une liaison covalente non polaire, voir le schéma ci-dessous.

Schéma d'une liaison covalente non polaire.

Dans les molécules ayant des liaisons covalentes non polaires, les paires d'électrons communes sont situées sur distances égalesà partir de noyaux atomiques. Par exemple, dans une molécule (dans le schéma ci-dessus), les atomes acquièrent une configuration à huit électrons, alors qu'ils partagent quatre paires d'électrons.

Les substances ayant des liaisons covalentes non polaires sont généralement des gaz, des liquides ou des solides à point de fusion relativement bas.

Liaison polaire covalente

Répondons maintenant à la question : quelle liaison est polaire covalente ? Donc covalent connexion polaire formé lorsque des atomes liés de manière covalente ont une électronégativité différente et que les électrons partagés ne sont pas partagés également entre les deux atomes. La plupart du temps, les électrons publics sont plus proches d’un atome que d’un autre. Un exemple de liaison polaire covalente sont les liaisons qui naissent dans la molécule de chlorure d'hydrogène, où les électrons publics responsables de la formation de la liaison covalente sont situés plus près de l'atome de chlore que de l'atome d'hydrogène. Le fait est que l’électronégativité du chlore est supérieure à celle de l’hydrogène.

Voici à quoi ressemble le diagramme d'une liaison covalente polaire.

L’eau est un exemple frappant de substance possédant une liaison covalente polaire.

Comment définir une liaison covalente

Eh bien, vous connaissez maintenant la réponse à la question de savoir comment définir une liaison polaire covalente, et en tant que liaison non polaire, pour cela, il suffit de connaître les propriétés et la formule chimique des molécules, si cette molécule est constituée d'atomes de différents éléments, alors la liaison sera polaire, si elle provient d'un élément, alors non polaire. Il est également important de se rappeler que les liaisons covalentes en général ne peuvent se produire qu'entre non-métaux, cela est dû au mécanisme même des liaisons covalentes décrit ci-dessus.

Vidéo sur la liaison covalente

Et enfin, une conférence vidéo sur le thème de notre article, les liaisons covalentes.

Chimique particules élémentaires ont tendance à se connecter les uns aux autres grâce à la formation de relations privilégiées. Ils sont polaires et non polaires. Chacun d'eux a un mécanisme de formation et des conditions d'apparition spécifiques.

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Qu'est-ce que c'est

Une liaison covalente est une éducation qui surgit pour éléments aux propriétés non métalliques. La présence du préfixe « ko » indique la participation conjointe d'électrons atomiques de différents éléments.

Le concept de « valence » signifie la présence d'une certaine force. L’émergence d’une telle relation se produit grâce à la socialisation d’électrons atomiques qui n’ont pas de « paire ».

Ces liaisons chimiques naissent du fait de l’apparition d’une « tirelire » d’électrons, commune aux deux particules en interaction. L’apparition de paires d’électrons est due au chevauchement des orbitales électroniques. Ces types d'interactions se produisent entre les nuages ​​​​d'électrons les deux éléments.

Important! Une liaison covalente se produit lorsqu’une paire d’orbitales se combine.

Substances avec structure décrite sont:

• de nombreux gaz ;
• alcools;
• les glucides;
• protéines;
• acides organiques.

Une liaison chimique covalente se forme en raison de la formation de paires publiques d'électrons dans des substances simples ou des composés complexes. Ça arrive polaire et non polaire.

Comment déterminer la nature liaison chimique? Pour ce faire, vous devez regarder composant atomique des particules, présent dans la formule.

Les liaisons chimiques du type décrit se forment uniquement entre des éléments où prédominent les propriétés non métalliques.

Si un composé contient des atomes de non-métaux identiques ou différents, alors les relations qui naissent entre eux sont « covalentes ».

Lorsqu’un métal et un non-métal sont présents en même temps dans un composé, on dit qu’une relation se forme.

Structure avec "poteaux"

Une liaison polaire covalente relie entre eux des atomes de non-métaux de natures différentes. Il peut s'agir d'atomes :

• du phosphore et ;
• le chlore et ;
• ammoniac.

Il existe une autre définition pour ces substances. Cela suggère que cette « chaîne » est formée entre les non-métaux avec différents indices d'électronégativité. Dans les deux cas, la variété des éléments-atomes chimiques où cette relation est née est « soulignée ».

La formule d'une substance avec une liaison covalente polaire est :

• NON et bien d'autres.

Les composés présentés dans des conditions normales peuvent avoir liquide ou gazeuxétats d’agrégation. La formule de Lewis aide à mieux comprendre le mécanisme de liaison noyaux atomiques.

Comment cela apparaît

Le mécanisme de formation de liaisons covalentes pour les particules atomiques avec différentes significations l'électronégativité se résume à la formation de la densité globale de la nature électronique.

Il se déplace généralement vers l’élément qui a la plus grande électronégativité. Il peut être déterminé à l'aide d'un tableau spécial.

En raison du déplacement de la paire commune « d’électronique » vers l’élément avec grande valeurélectronégativité, elle est partiellement formée charge négative.

En conséquence, l’autre élément recevra une charge partielle positive. Par conséquent une connexion est formée avec deux pôles chargés différemment.

Souvent, lors de la formation d'une relation polaire, un mécanisme accepteur ou un mécanisme donneur-accepteur est utilisé. Un exemple de substance formée par ce mécanisme est la molécule d’ammoniac. Dans celui-ci, l'azote est doté d'une orbitale libre et l'hydrogène est doté d'un électron libre. La paire d’électrons partagée en formation occupe une orbitale d’azote donnée, de sorte qu’un élément devient donneur et l’autre accepteur.

Mécanisme décrit formation de liaison covalente, en tant que type d'interaction, n'est pas typique de tous les composés à liaison polaire. Les exemples incluent les substances d’origine organique et inorganique.

À propos de la structure non polaire

Une liaison covalente non polaire relie des éléments ayant des propriétés non métalliques qui ont mêmes valeurs d’électronégativité. En d'autres termes, les substances ayant une liaison covalente non polaire sont des composés constitués de différentes quantités non-métaux identiques.

Formule d'une substance avec une liaison covalente non polaire :

Des exemples de composés entrant dans cette catégorie sont substances de structure simple. Dans la formation de ce type d’interaction, comme d’autres interactions non métalliques, les électrons « les plus externes » sont impliqués.

Dans certaines publications, on les appelle valence. Par fait référence au nombre d’électrons requis pour compléter la coque externe. Un atome peut donner ou recevoir des particules chargées négativement.

La relation décrite appartient à la catégorie des chaînes à deux électrons ou à deux centres. Dans ce cas, une paire d'électrons prend position générale entre deux orbitales d’éléments. Dans les formules développées, une paire d’électrons s’écrit sous la forme d’une barre horizontale ou « - ». Chaque ligne indique le nombre de paires d'électrons partagées dans la molécule.

Pour briser les substances de type spécifié les relations doivent être dépensées quantité maximaleénergie, ces substances sont donc parmi les plus fortes sur l’échelle de force.

Attention! DANS cette catégorie inclure le diamant - l'un des composés les plus puissants de la nature.

Comment cela apparaît

Selon le mécanisme donneur-accepteur, les liaisons non polaires ne sont pratiquement pas connectées. Une liaison covalente non polaire est une structure formée par le partage de paires d'électrons. Ces paires appartiennent également aux deux atomes. Liaison multiple par Formule de Lewis donne plus précisément une idée du mécanisme de connexion des atomes dans une molécule.

La similitude entre les liaisons covalentes polaires et non polaires réside dans l’apparition d’une densité électronique commune. Seulement dans le second cas, les « tirelires » électroniques résultantes appartiennent à parts égales aux deux atomes, occupant position centrale. En conséquence, aucune charge partielle positive et négative ne se forme, ce qui signifie que les « chaînes » résultantes sont non polaires.

Important! La relation non polaire conduit à la formation d'une paire d'électrons commune, grâce à laquelle cette dernière niveau électronique l'atome devient complet.

Propriétés des substances avec les structures décrites diffèrent considérablement sur les propriétés des substances à interactions métalliques ou ioniques.

Qu'est-ce qu'une liaison covalente polaire

Quels sont les types de liaisons chimiques ?

Rarement substances chimiques sont constitués d’atomes individuels et non liés d’éléments chimiques. Dans des conditions normales, seul un petit nombre de gaz appelés gaz rares ont cette structure : l'hélium, le néon, l'argon, le krypton, le xénon et le radon. Le plus souvent, les substances chimiques ne sont pas constituées d’atomes isolés, mais de leurs combinaisons en divers groupes. De telles associations d'atomes peuvent compter plusieurs unités, centaines, milliers ou même plus d'atomes. La force qui maintient ces atomes dans de tels groupes est appelée liaison chimique.

En d'autres termes, on peut dire qu'une liaison chimique est une interaction qui assure la connexion d'atomes individuels en structures plus complexes (molécules, ions, radicaux, cristaux, etc.).

La raison de la formation d’une liaison chimique est que l’énergie est plus structures complexes inférieure à l’énergie totale des atomes individuels qui le composent.

Ainsi, en particulier, si l’interaction des atomes X et Y produit une molécule XY, cela signifie que énergie interne les molécules de cette substance sont inférieures à l'énergie interne des atomes individuels à partir desquels elle a été formée :

E(XY)< E(X) + E(Y)

Pour cette raison, lorsque des liaisons chimiques se forment entre des atomes individuels, de l’énergie est libérée.

Électrons de la couche électronique externe ayant la plus faible énergie de liaison avec le noyau, appelés valence. Par exemple, dans le bore ce sont les électrons 2 niveau d'énergie– 2 électrons pour 2 s- orbitales et 1 par 2 p-orbitales :

Lorsqu'une liaison chimique se forme, chaque atome tend à obtenir la configuration électronique des atomes de gaz rares, c'est-à-dire de sorte qu'il y a 8 électrons dans sa couche électronique externe (2 pour les éléments de la première période). Ce phénomène est appelé la règle de l'octet.

Il est possible pour les atomes d’atteindre la configuration électronique d’un gaz rare si initialement des atomes uniques partagent certains de leurs électrons de valence avec d’autres atomes. Dans ce cas, des paires d’électrons communes se forment.

Selon le degré de partage électronique, on peut distinguer des liaisons covalentes, ioniques et métalliques.

Une liaison covalente

Les liaisons covalentes se produisent le plus souvent entre des atomes d'éléments non métalliques. Si les atomes non métalliques formant une liaison covalente appartiennent à différents éléments chimiques, une telle liaison est appelée liaison covalente polaire. La raison de ce nom réside dans le fait que les atomes de différents éléments ont également des capacités différentes à attirer une paire d'électrons commune. Évidemment, cela conduit à un déplacement de la paire d'électrons commune vers l'un des atomes, ce qui entraîne la formation d'une charge négative partielle sur celle-ci. À son tour, une charge positive partielle se forme sur l’autre atome. Par exemple, dans une molécule de chlorure d’hydrogène, la paire d’électrons est déplacée de l’atome d’hydrogène vers l’atome de chlore :

Exemples de substances avec des liaisons covalentes polaires :

CCl 4, H 2 S, CO 2, NH 3, SiO 2, etc.

Une liaison covalente non polaire se forme entre des atomes non métalliques du même élément chimique. Puisque les atomes sont identiques, leur capacité à attirer les électrons partagés est également la même. A cet égard, aucun déplacement de la paire électronique n'est observé :

Le mécanisme ci-dessus pour la formation d'une liaison covalente, lorsque les deux atomes fournissent des électrons pour former des paires d'électrons communes, est appelé échange.

Il existe également un mécanisme donneur-accepteur.

Lorsqu'une liaison covalente est formée par le mécanisme donneur-accepteur, une paire d'électrons partagée est formée en raison de l'orbitale remplie d'un atome (avec deux électrons) et de l'orbitale vide d'un autre atome. Un atome qui fournit une paire d’électrons non liants est appelé donneur, et un atome avec une orbitale vacante est appelé accepteur. Les atomes qui ont des paires d'électrons, par exemple N, O, P, S, agissent comme donneurs de paires d'électrons.

Par exemple, selon le mécanisme donneur-accepteur, la formation du quatrième covalent Connexions NH dans le cation ammonium NH 4 + :

En plus de la polarité, les liaisons covalentes sont également caractérisées par l'énergie. L’énergie de liaison est l’énergie minimale requise pour rompre une liaison entre atomes.

L'énergie de liaison diminue avec l'augmentation des rayons des atomes liés. Puisque nous savons que les rayons atomiques augmentent dans les sous-groupes, nous pouvons, par exemple, conclure que la force de la liaison halogène-hydrogène augmente dans la série :

SALUT< HBr < HCl < HF

De plus, l’énergie de la liaison dépend de sa multiplicité : plus la multiplicité de la liaison est grande, plus son énergie est grande. La multiplicité des liaisons fait référence au nombre de paires d'électrons partagées entre deux atomes.

Liaison ionique

Une liaison ionique peut être considérée comme un cas extrême de liaison covalente polaire. Si, dans une liaison covalente-polaire, la paire d'électrons commune est partiellement déplacée vers l'un des deux atomes, alors dans une liaison ionique, elle est presque entièrement « donnée » à l'un des atomes. L'atome qui donne un ou plusieurs électrons acquiert une charge positive et devient cation, et l'atome qui lui a pris des électrons acquiert une charge négative et devient anion.

Ainsi, une liaison ionique est une liaison formée par l’attraction électrostatique de cations vers des anions.

La formation de ce type de liaison est typique lors de l'interaction d'atomes de métaux typiques et de non-métaux typiques.

Par exemple, le fluorure de potassium. Le cation potassium est formé par la suppression d'un électron d'un atome neutre, et l'ion fluor est formé par l'ajout d'un électron à l'atome de fluor :

Une force d’attraction électrostatique apparaît entre les ions résultants, entraînant la formation d’un composé ionique.

Lorsqu'une liaison chimique s'est formée, les électrons de l'atome de sodium sont passés à l'atome de chlore et des ions de charges opposées se sont formés, qui ont un niveau d'énergie externe complet.

Il a été établi que les électrons de l’atome métallique ne sont pas complètement détachés, mais sont simplement déplacés vers l’atome de chlore, comme dans une liaison covalente.

La plupart des composés binaires contenant des atomes métalliques sont ioniques. Par exemple, oxydes, halogénures, sulfures, nitrures.

Liaison ionique se produit également entre des cations simples et des anions simples (F −, Cl −, S 2-), ainsi qu'entre des cations simples et des anions complexes (NO 3 −, SO 4 2-, PO 4 3-, OH −). Par conséquent, les composés ioniques comprennent les sels et les bases (Na 2 SO 4, Cu(NO 3) 2, (NH 4) 2 SO 4), Ca(OH) 2, NaOH)

Connexion métallique

Ce type de liaison se forme dans les métaux.

Les atomes de tous les métaux ont des électrons dans leur couche électronique externe qui ont une faible énergie de liaison avec le noyau de l'atome. Pour la plupart des métaux, le processus de perte d’électrons externes est énergétiquement favorable.

En raison d'une si faible interaction avec le noyau, ces électrons dans les métaux sont très mobiles et le processus suivant se produit continuellement dans chaque cristal métallique :

М 0 — ne − = M n + ,

où M 0 est un atome de métal neutre et M n + un cation du même métal. La figure ci-dessous fournit une illustration des processus en cours.

C'est-à-dire que les électrons « se précipitent » à travers un cristal métallique, se détachant d'un atome métallique, formant un cation à partir de celui-ci, rejoignant un autre cation, formant un atome neutre. Ce phénomène était appelé « vent électronique » et la collection d’électrons libres dans un cristal d’atome non métallique était appelée « gaz électronique ». Ce type d'interaction entre les atomes métalliques est appelé liaison métallique.

Liaison hydrogène

Si un atome d'hydrogène dans une substance est lié à un élément à forte électronégativité (azote, oxygène ou fluor), cette substance est caractérisée par un phénomène appelé liaison hydrogène.

Puisqu'un atome d'hydrogène est lié à un atome électronégatif, une charge partielle positive se forme sur l'atome d'hydrogène et une charge partielle négative se forme sur l'atome de l'élément électronégatif. À cet égard, l’attraction électrostatique devient possible entre un atome d’hydrogène partiellement chargé positivement d’une molécule et un atome électronégatif d’une autre. Par exemple, des liaisons hydrogène sont observées pour les molécules d'eau :

C'est la liaison hydrogène qui explique l'anomalie chaleur eau de fonte. En plus de l'eau, de fortes liaisons hydrogène se forment également dans des substances telles que le fluorure d'hydrogène, l'ammoniac, les acides contenant de l'oxygène, les phénols, les alcools et les amines.

Définition

Une liaison covalente est une liaison chimique formée par des atomes partageant leurs électrons de valence. Une condition préalable à la formation d'une liaison covalente est le chevauchement des orbitales atomiques (AO) dans lesquelles se trouvent les électrons de valence. Dans le cas le plus simple, le chevauchement de deux AO conduit à la formation de deux orbitales moléculaires (MO) : une MO de liaison et une MO anti-liante (anti-liaison). Les électrons partagés sont situés sur la liaison MO de plus faible énergie :

Communication éducative

Liaison covalente (liaison atomique, liaison homéopolaire) - une liaison entre deux atomes due au partage électronique de deux électrons - un de chaque atome :

A. + B. -> A : B

Pour cette raison, la relation homéopolaire est directionnelle. La paire d'électrons qui réalise la liaison appartient simultanément aux deux atomes liés, par exemple :

	..		..						..
:	Cl	:	Cl	:			H	:	Ô	:	H
	..		..						..

Types de liaison covalente

Il existe trois types de liaisons chimiques covalentes, différant par le mécanisme de leur formation :

1. Liaison covalente simple. Pour sa formation, chaque atome fournit un électron non apparié. Lorsqu’une simple liaison covalente se forme, les charges formelles des atomes restent inchangées. Si les atomes formant une liaison covalente simple sont les mêmes, alors les véritables charges des atomes dans la molécule sont également les mêmes, puisque les atomes formant la liaison possèdent également une paire d'électrons partagée, une telle liaison est appelée covalente non polaire. lier. Si les atomes sont différents, alors le degré de possession d'une paire d'électrons partagée est déterminé par la différence d'électronégativité des atomes, un atome avec une électronégativité plus élevée a une plus grande paire d'électrons de liaison, et donc son vrai La charge a un signe négatif, un atome avec une électronégativité inférieure acquiert la même charge, mais avec un signe positif.

Liaisons Sigma (σ)-, pi (π) - une description approximative des types de liaisons covalentes dans les molécules composés organiques, la liaison σ se caractérise par le fait que la densité du nuage électronique est maximale le long de l'axe reliant les noyaux atomiques. Lorsqu'une liaison π est formée, ce que l'on appelle le chevauchement latéral des nuages ​​​​d'électrons se produit et la densité du nuage d'électrons est maximale « au-dessus » et « en dessous » du plan de liaison σ. Par exemple, prenons l’éthylène, l’acétylène et le benzène.

Dans la molécule d'éthylène C 2 H 4 il y a une double liaison CH 2 = CH 2, sa formule électronique : H:C::C:H. Les noyaux de tous les atomes d’éthylène sont situés dans le même plan. Les trois nuages ​​électroniques de chaque atome de carbone forment trois liaisons covalentes avec d'autres atomes dans le même plan (avec des angles entre eux d'environ 120°). Le nuage du quatrième électron de valence de l'atome de carbone est situé au-dessus et au-dessous du plan de la molécule. De tels nuages ​​électroniques des deux atomes de carbone, se chevauchant partiellement au-dessus et au-dessous du plan de la molécule, forment une seconde liaison entre les atomes de carbone. La première liaison covalente, la plus forte, entre les atomes de carbone est appelée liaison σ ; la deuxième liaison covalente, la plus faible, est appelée liaison π.

Dans une molécule d'acétylène linéaire

N-S≡S-N (N : S : : S : N)

il existe des liaisons σ entre les atomes de carbone et d'hydrogène, une liaison σ entre deux atomes de carbone et deux liaisons π entre les mêmes atomes de carbone. Deux liaisons π sont situées au-dessus de la sphère d'action de la liaison σ dans deux plans mutuellement perpendiculaires.

Les six atomes de carbone de la molécule de benzène cyclique C 6 H 6 se trouvent dans le même plan. Il existe des liaisons σ entre les atomes de carbone dans le plan de l'anneau ; Chaque atome de carbone possède les mêmes liaisons avec les atomes d'hydrogène. Les atomes de carbone dépensent trois électrons pour établir ces liaisons. Les nuages ​​​​d'électrons de quatrième valence d'atomes de carbone, en forme de huit, sont situés perpendiculairement au plan de la molécule de benzène. Chacun de ces nuages ​​chevauche à parts égales les nuages ​​​​d’électrons des atomes de carbone voisins. Dans une molécule de benzène, ce ne sont pas trois liaisons π distinctes qui se forment, mais un seul système électronique π de six électrons, commun à tous les atomes de carbone. Les liaisons entre les atomes de carbone de la molécule de benzène sont exactement les mêmes.

Une liaison covalente se forme à la suite du partage d’électrons (pour former des paires d’électrons communes), qui se produit lors du chevauchement de nuages ​​​​d’électrons. La formation d’une liaison covalente implique les nuages ​​​​d’électrons de deux atomes. Il existe deux principaux types de liaisons covalentes :

• Une liaison covalente non polaire se forme entre des atomes non métalliques du même élément chimique. Les substances simples, par exemple O 2, ont une telle connexion ; N2 ; C12.
• Une liaison covalente polaire se forme entre des atomes de différents non-métaux.

voir également

Littérature

• « Dictionnaire encyclopédique chimique », M., « Encyclopédie soviétique », 1983, p.264.

Chimie organique
Liste des composés organiques

Chimie structurale
Liaison chimique:	Aromaticité | Une liaison covalente| Liaison ionique | Connexion métallique | Liaison hydrogène | Lien donateur-accepteur | Tautomérie
Affichage de la structure :	Groupe fonctionnel | Formule développée | Formule chimique | Ligand
Propriétés électroniques :	Électronégativité | Affinité électronique | Énergie d'ionisation | Dipôle | Règle de l'octet
Stéréochimie:	Atome asymétrique | Isomérie | Configuration | Chiralité | Conformation

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• Grande encyclopédie polytechnique

LIAISON CHIMIQUE, mécanisme par lequel les atomes s'unissent pour former des molécules. Il existe plusieurs types de telles liaisons, basées soit sur l'attraction de charges opposées, soit sur la formation de configurations stables par échange d'électrons.... ... Dictionnaire encyclopédique scientifique et technique

Liaison chimique- LIAISON CHIMIQUE, l'interaction des atomes, provoquant leur combinaison en molécules et cristaux. Les forces agissant lors de la formation d’une liaison chimique sont principalement de nature électrique. La formation d'une liaison chimique s'accompagne d'une restructuration... ... Dictionnaire encyclopédique illustré

L'attraction mutuelle des atomes, conduisant à la formation de molécules et de cristaux. Il est d'usage de dire que dans une molécule ou dans un cristal il existe des structures chimiques entre atomes voisins. La valence d'un atome (qui est discutée plus en détail ci-dessous) montre le nombre de liaisons... Grande Encyclopédie Soviétique

liaison chimique - attraction mutuelle atomes, conduisant à la formation de molécules et de cristaux. La valence d'un atome montre le nombre de liaisons formées par un atome donné avec ses voisins. Le terme " structure chimique"introduit par l'académicien A.M. Butlerov dans... ... Dictionnaire encyclopédique en métallurgie

Une liaison ionique est une liaison chimique forte formée entre des atomes présentant une grande différence d'électronégativité, dans laquelle la paire d'électrons partagée est complètement transférée à l'atome ayant une électronégativité plus élevée. Un exemple est le composé CsF... Wikipédia

La liaison chimique est un phénomène d'interaction d'atomes provoqué par le chevauchement de nuages ​​​​d'électrons de particules de liaison, qui s'accompagne d'une diminution de l'énergie totale du système. Le terme « structure chimique » a été introduit pour la première fois par A. M. Butlerov en 1861... ... Wikipédia

Riz. 2.1. La formation de molécules à partir d'atomes s'accompagne de redistribution des électrons des orbitales de valence et conduit à gain d'énergie, puisque l'énergie des molécules s'avère inférieure à l'énergie des atomes qui n'interagissent pas. La figure montre un diagramme de la formation d'une liaison chimique covalente non polaire entre des atomes d'hydrogène.

§2 Liaison chimique

Dans des conditions normales, l’état moléculaire est plus stable que l’état atomique (Fig. 2.1). La formation de molécules à partir d'atomes s'accompagne d'une redistribution des électrons dans les orbitales de valence et conduit à un gain d'énergie, puisque l'énergie des molécules est inférieure à l'énergie des atomes n'interagissant pas.(Annexe 3). Les forces qui maintiennent les atomes dans les molécules sont collectivement appelées liaison chimique.

La liaison chimique entre les atomes est réalisée par des électrons de valence et est de nature électrique . Il existe quatre principaux types de liaisons chimiques : covalent,ionique,métal Et hydrogène.

1 Liaison covalente

Une liaison chimique réalisée par des paires d'électrons est dite atomique ou covalente . Les composés avec des liaisons covalentes sont appelés atomiques ou covalents .

Lorsqu'une liaison covalente se produit, un chevauchement de nuages ​​​​d'électrons d'atomes en interaction se produit, accompagné d'une libération d'énergie (Fig. 2.1). Dans ce cas, un nuage avec une densité accrue de charge négative apparaît entre les noyaux atomiques chargés positivement. Du fait de l'action des forces d'attraction coulombiennes entre charges dissemblables, une augmentation de la densité de la charge négative favorise le rapprochement des noyaux.

Une liaison covalente est formée par des électrons non appariés dans les couches externes des atomes. . Dans ce cas, des électrons de spins opposés se forment paire d'électrons(Fig. 2.2), commun aux atomes en interaction. Si une liaison covalente (une paire d'électrons commune) est apparue entre les atomes, elle est alors appelée simple, double, double, etc.

L'énergie est une mesure de la force d'une liaison chimique. E sv dépensé pour rompre la liaison (gain d'énergie lors de la formation d'un composé à partir d'atomes individuels). Cette énergie est généralement mesurée pour 1 mole. substances et sont exprimés en kilojoules par mole (kJ∙mol –1). L'énergie d'une simple liaison covalente est comprise entre 200 et 2 000 kJmol –1.

Riz. 2.2. La liaison covalente est la plus Forme générale liaison chimique résultant du partage d'une paire d'électrons via un mécanisme d'échange (UN), lorsque chacun des atomes en interaction fournit un électron, ou via un mécanisme donneur-accepteur (b), lorsqu'une paire d'électrons est transférée pour un usage commun par un atome (donneur) à un autre atome (accepteur).

Une liaison covalente a les propriétés saturation et se concentrer . La saturation d'une liaison covalente s'entend comme la capacité des atomes à former un nombre limité de liaisons avec leurs voisins, déterminé par le nombre de leurs électrons de valence non appariés. La directionnalité d’une liaison covalente reflète le fait que les forces qui maintiennent les atomes les uns près des autres sont dirigées le long de la ligne droite reliant les noyaux atomiques. En plus, la liaison covalente peut être polaire ou non polaire .

Quand non polaire Dans une liaison covalente, le nuage électronique formé par une paire commune d’électrons est réparti dans l’espace symétriquement par rapport aux noyaux des deux atomes. Une liaison covalente non polaire se forme entre des atomes de substances simples, par exemple entre des atomes identiques de gaz qui forment des molécules diatomiques (O 2, H 2, N 2, Cl 2, etc.).

Quand polaire Dans une liaison covalente, le nuage électronique de la liaison est déplacé vers l’un des atomes. La formation de liaisons covalentes polaires entre atomes est caractéristique des substances complexes. Un exemple est les molécules de composés inorganiques volatils : HCl, H 2 O, NH 3, etc.

Le degré de déplacement du nuage électronique total vers l'un des atomes lors de la formation d'une liaison covalente (degré de polarité de la liaison ) déterminé principalement par la charge des noyaux atomiques et le rayon des atomes en interaction .

Plus la charge d’un noyau atomique est grande, plus il attire fortement un nuage d’électrons. Dans le même temps, plus le rayon de l’atome est grand, plus les électrons externes sont faibles à proximité du noyau atomique. L'effet combiné de ces deux facteurs s'exprime dans la capacité différente des différents atomes à « tirer » le nuage de liaisons covalentes vers eux.

La capacité d’un atome dans une molécule à attirer des électrons vers lui est appelée électronégativité. . Ainsi, l'électronégativité caractérise la capacité d'un atome à polariser une liaison covalente : plus l'électronégativité d'un atome est grande, plus le nuage électronique de la liaison covalente est fortement déplacé vers lui .

Un certain nombre de méthodes ont été proposées pour quantifier l'électronégativité. Dans ce cas, la signification physique la plus claire a la méthode proposée par le chimiste américain Robert S. Mulliken, qui a déterminé l'électronégativité  d'un atome comme la moitié de la somme de son énergie E e affinité électronique et énergie E je ionisation de l'atome :

. (2.1)

Énergie d'ionisation Un atome est l’énergie qui doit être dépensée pour « en arracher » un électron et l’éloigner à une distance infinie. L'énergie d'ionisation est déterminée en utilisant la photoionisation des atomes ou en bombardant des atomes avec des électrons accélérés à champ électrique. La plus petite valeur d’énergie de photons ou d’électrons qui devient suffisante pour ioniser les atomes est appelée leur énergie d’ionisation. E je. Cette énergie est généralement exprimée en électronvolts (eV) : 1 eV = 1,610 –19 J.

Les atomes sont plus disposés à abandonner les électrons externes les métaux, qui contiennent un petit nombre d'électrons non appariés (1, 2 ou 3) sur la coque externe. Ces atomes ont l'énergie d'ionisation la plus faible. Ainsi, l’ampleur de l’énergie d’ionisation peut servir de mesure de la plus ou moins grande « métallicité » d’un élément : plus l’énergie d’ionisation est faible, plus la valeur est prononcée. métalpropriétésélément.

Dans le même sous-groupe du système périodique des éléments de D.I. Mendeleev, avec une augmentation du numéro atomique d'un élément, son énergie d'ionisation diminue (tableau 2.1), ce qui est associé à une augmentation du rayon atomique (tableau 1.2), et , par conséquent, avec un affaiblissement de la liaison des électrons externes avec un noyau. Pour les éléments de même période, l’énergie d’ionisation augmente avec l’augmentation du numéro atomique. Cela est dû à une diminution du rayon atomique et à une augmentation de la charge nucléaire.

Énergie E e, qui est libéré lorsqu’un électron est ajouté à un atome libre, est appelé affinité électronique(également exprimé en eV). La libération (plutôt que l’absorption) d’énergie lorsqu’un électron chargé s’attache à certains atomes neutres s’explique par le fait que les atomes les plus stables dans la nature sont ceux dont l’enveloppe externe est remplie. Par conséquent, pour les atomes dans lesquels ces coquilles sont « un peu vides » (c'est-à-dire qu'il manque 1, 2 ou 3 électrons avant de se remplir), il est énergétiquement favorable d'attacher des électrons à eux-mêmes, se transformant en ions chargés négativement 1. Ces atomes comprennent, par exemple, les atomes d'halogène (tableau 2.1) - éléments du septième groupe (sous-groupe principal) du système périodique de D.I. Mendeleïev. L'affinité électronique des atomes métalliques est généralement nulle ou négative, c'est-à-dire Il leur est énergétiquement défavorable d'attacher des électrons supplémentaires ; une énergie supplémentaire est nécessaire pour les maintenir à l'intérieur des atomes. L'affinité électronique des atomes non métalliques est toujours positive et plus elle est grande, plus le gaz noble (inerte) dans lequel se trouve le non métallique est proche. tableau périodique. Cela indique une augmentation propriétés non métalliquesà mesure que nous approchons de la fin de la période.

De tout ce qui a été dit, il ressort clairement que l'électronégativité (2.1) des atomes augmente dans le sens de gauche à droite pour les éléments de chaque période et diminue dans le sens de haut en bas pour les éléments du même groupe de la période de Mendeleïev. système. Il n'est cependant pas difficile de comprendre que pour caractériser le degré de polarité d'une liaison covalente entre atomes, ce n'est pas la valeur absolue de l'électronégativité qui est importante, mais le rapport des électronégativités des atomes formant la liaison. C'est pourquoi en pratique, ils utilisent des valeurs d'électronégativité relative(Tableau 2.1), en prenant l'électronégativité du lithium comme unité.

Pour caractériser la polarité d'une liaison chimique covalente, la différence d'électronégativité relative des atomes est utilisée. Généralement, la liaison entre les atomes A et B est considérée comme purement covalente si |  UN – B|0,5.