Хімічні зв'язки в молекулах і кристалах

Зовнішні електрони |строю| беруть участь в утворенні хімічних зв'язків тобто атом може віддати електрони із|із| свого зовнішнього шару, стаючи позитивним іоном, або навпаки, приєднати електрони до зовнішнього шару, стаючи негативним|заперечним| іоном. Такі електрони називаються валентними.

Встановлено|установлений|, якщо в зовнішньому шарі атома менше чотирьох електронів, він легко віддає свої електрони. Таку властивість мають, наприклад, атоми металів, і серед них виділяються лужні метали, що мають по одному електрону в зовнішній оболонці. Якщо в зовнішньому шарі атома більше чотирьох електронів, то такі атоми можуть приєднувати до себе електрони, доповнюючи цей шар до восьми електронів|. Ця властивість особливо сильно виражена|виказувати| у|біля| елементів, атоми яких мають |із| сім електронів на зовнішньому шарі (галоїди|).

Рис.1.2 - Схема іонного зв'язку атомів в молекулі хлористого натрію|соль|

Атоми які мають вісім електронів на зовнішньому шарі, є|з'являються| хімічно стійкими, тобто не віддають і не приєднують електронів. Така будова|споруда| атомів характерна|вдача| для інертних газів.

На рис 1.2 наведена схема утворення молекули хлористого натрію. Атом натрію, що має всього 11 електронів, а в зовнішньому шарі - один електрон (натрій – одновалентний), віддає його з|із| третього шару, стаючи позитивним іоном з|із| числом електронів в зовнішньому шарі рівним восьми.

Атом хлора має всього 17 електронів, зокрема сім в зовнішньому шарі, приймає один електрон, стаючи негативним |заперечним| іоном з|із| числом електронів| в зовнішньому шарі рівним восьми. Два іони Na⁺ і Cl ^- зв'язано в нейтральну молекулу силами електростатичного тяжіння. Проте|однак| обидва іони мають відособлені електронні оболонки. Такий зв'язок атомів в молекулі називається іонним.

У молекулах і кристалах, що складаються з однакових або близьких по хімічних властивостях атомів, кожен валентний електрон взаємодіє з|із| двома сусідніми атомами. Інакше кажучи, два сусідні атоми мають пару електронів (поодинці від кожного атома), які відносяться до обох атомів.

Розглянемо|розглядуватимемо| для прикладу|зразка| элемент ІV групи періодичної системи Д.І.Менделєєва - германій. Цей хімічний елемент чотиривалентний, оскільки|тому що| має чотири електрони на зовнішній оболонці атома. У кристалі кожен атом через свої валентні електрони пов'язаний з чотирма сусідніми атомами.

Парноелектронні зв'язки атомів в кристалі можна представити умовною схемою, зображеною на рис. 1.3, де кругами|колами| із знаком «мінус» позначені валентні електрони, і із знаком «плюс» - позитивні іони. Подвійні лінії указують зв'язки електронів з іонами. Пари електронів, через які зв'язані атоми, в рівній мірі відносяться до обох атомів. Такий зв'язок атомів в молекулі і кристалі називається ковалентним.

Рис.1.3 - Схема ковалентного зв'язку атомів германію

Хімічний зв'язок атомів може бути проміжним між іонною і ковалентним: пара електронів виявляється зміщеною ближче до одного атома, а саме до атома того елементу, у которго прагнення приєднувати електрони виражене сильніше. У таких випадках хімічний зв'язок називається полярним.