3. Полярность ковалентной связи. Длина, прочность и энергия связи

Способность веществ вступать в химические реакции определяется тем, какие связи существуют между атомами в их молекулах. Наибольшее значение имеют такие особенности ковалентных связей, как полярность, длина и прочность.

Если объединяются неспаренные электроны одинаковых атомов, то возникает неполярная связь: $H-H$, $O=O$, $C-C$.

 

Если электронную пару образуют разные атомы, то это полярная связь. Общую пару оттягивает к себе более электроотрицательный атом. Сдвиг электронов показывают стрелочкой или указывают частичные заряды на атомах: $H\to F$ или $H^{\mathrm{\delta }+}-F^{\mathrm{\delta }-}$.

 

В молекулах органических веществ есть неполярные связи $C-C$, а также полярные связи $C-H$, $C-O$, $C-N$ и др.

 

Полярность связи, т. е. значение возникающих на атомах зарядов, определяется электроотрицательностью химических элементов.

Например, связь углерода с водородом малополярная, а с азотом и кислородом полярность связи значительно больше.

Под длиной связи понимают расстояние между ядрами соединённых атомов. Она зависит от размеров атомов и от кратности связи между ними. 

 

  

Прочностью связей определяется активность вещества в химических реакциях. Прочность выражается энергией, требующейся для разрыва связи. Чем больше энергии нужно, чтобы разорвать связь, тем она прочнее.

 

Сравним одинарные связи $H-H$ и $C-C$. Длина первой связи составляет \(0,074\) нм, энергия — \(432\) кдж; длина второй связи — \(0,154\) нм, энергия — \(348\) кдж. Короткая связь прочнее длинной.

 

Сравним связи $C=C$ и $C\equiv C$. Энергия первой связи составляет \(620\) кдж, а энергия второй — \(814\) кдж. Тройная связь прочнее двойной.