ГДЗ по химии 8 класс Габриелян — страница 70 (учебник)

      Ковалентная связь: основа молекулярных структур.

   В мире химии ковалентная связь играет ключевую роль, являясь основой для построения молекул и определяя их свойства. Это тип химической связи, возникающий за счет обобществления электронных облаков двух атомов. Суть процесса заключается в том, что два атома, имеющие неполные внешние электронные оболочки, «делятся» электронами, чтобы заполнить эти оболочки до стабильного состояния.

   Пример:
   В молекуле водорода (H₂) каждый атом водорода имеет один электрон на внешней оболочке. Общая электронная пара, образованная двумя атомами водорода, позволяет обоим атомам достичь стабильной конфигурации с двумя электронами на внешней оболочке, подобной конфигурации атома гелия.
   Ковалентная связь обладает рядом характерных особенностей, которые определяют свойства вещества:

1. Направленность.
    Ковалентная связь имеет четко определенное направление в пространстве. Это обусловлено геометрией перекрытия электронных облаков. Атомы располагаются друг относительно друга таким образом, чтобы максимизировать перекрытие и обеспечить максимальную стабильность связи. Например, молекула воды (H₂O) имеет угловое строение: два атома водорода образуют угол около 104,5° с атомом кислорода. Такая форма обусловлена пространственным расположением электронных облаков атома кислорода, которые стремятся к максимально возможному перекрытию с электронными облаками атомов водорода.

2. Насыщаемость.
    Способность атома образовывать ограниченное число ковалентных связей обусловлена количеством внешних атомных орбиталей, участвующих в образовании связей. Каждый атом может образовывать столько связей, сколько у него неспаренных электронов на внешней оболочке. Например, атом углерода имеет четыре неспаренных электрона на внешней оболочке. Соответственно, он способен образовывать четыре ковалентные связи. Это объясняет, почему углерод является основой органических молекул, образуя разнообразные цепочки и циклы.

3. Полярность.
    Полярность ковалентной связи зависит от распределения электронной плотности между атомами. Если атомы одинаковые (например, в молекуле H₂), то электронная плотность распределена равномерно, и связь является неполярной. Однако, если атомы разные (например, в молекуле HCl), то электронная плотность смещается к более электроотрицательному атому, образуя полярную связь. Электроотрицательность — это способность атома притягивать к себе электроны в ковалентной связи. В молекуле HCl атом хлора более электроотрицателен, чем атом водорода. Поэтому общая электронная пара смещается к атому хлора, делая его немного отрицательно заряженным, а атом водорода немного положительно заряженным. Такая разница зарядов создает дипольный момент в молекуле.

4. Поляризуемость.
    Поляризуемость ковалентной связи характеризует ее способность изменять свое распределение электронной плотности под воздействием внешнего электрического поля. Это свойство обусловлено подвижностью электронов. Под действием внешнего поля электронное облако деформируется, создавая индуцированный дипольный момент. Чем легче электронное облако смещается, тем выше поляризуемость связи.

   Виды ковалентных связей.
   Ковалентные связи могут быть представлены различными типами, которые различаются механизмом образования и характером взаимодействия атомов:
   — Одинарная связь — образуется за счет обобществления одной пары электронов. Характеризуется свободной вращаемостью вокруг оси связи.
   — Двойная связь — образуется за счет обобществления двух пар электронов. Характеризуется более высокой прочностью, чем одинарная связь.
   — Тройная связь — образуется за счет обобществления трех пар электронов. Является самой прочной из всех ковалентных связей.

   Ковалентные связи в биологических системах.
   Ковалентные связи играют ключевую роль в биологических системах. Они участвуют в образовании молекул, необходимых для жизни: белков, ДНК, РНК и многих других. Например, пептидные связи, связывающие аминокислоты в белках, являются ковалентными.

   Значение ковалентных связей.
   Ковалентные связи лежат в основе практически всех органических и многих неорганических соединений. Они определяют: химические свойства, тип, число и прочность ковалентных связей, определяют реакционную способность вещества, его склонность к образованию других соединений.

   Заключение.
   Ковалентная связь является одним из фундаментальных принципов химии. Ее понимание необходимо для изучения химических свойств веществ, реакций и процессов, происходящих в живой и неживой природе.

Г∙ + ∙Г → Г ∙∙ Г
Г — Г

KCl
К⁰ – 1е^– → К⁺
Cl⁰ + е^– → Cl^–
К⁰ + Cl⁰ → К⁺Cl^–

C1₂
Cl ∙ + ∙ Cl → Cl ∙∙ Cl
Cl – Cl

   У атомов серы 2 неспаренных электрона (8–6). В молекулах серы формируется ковалентная неполярная химическая связь.
   S2   S⁚ + ⁚S → S⁚⁚S   S = S

   Cl₂, S₂, N₂.
   С увеличением ковалентных связей растет ее прочность. Длина связи будет наоборот уменьшаться от хлора к азоту.

   Ионная химическая связь:
   Li₂O, KCl, CaF₂.

   Ковалентная неполярная химическая связь:
   N₂, O₂, H₂.