Теория:
Ковалентная связь — это связь, возникающая за счёт образования общей пары электронов.
Ковалентная связь возникает между атомами с одинаковой или мало отличающейся электроотрицательностью (между одинаковыми или разными атомами неметаллов). При этом происходит перекрывание электронных орбиталей атомов.
По типу перекрывания орбиталей различают \(σ\)- и \(π\)-связи. Образование \(σ\)-связи происходит, если область перекрывания орбиталей находится на линии, соединяющей ядра атомов. Её могут образовывать орбитали разных типов — \(s\)-, \(p\)- и гибридные.
 |  |  |
Рис. \(1\). Две \(s\)-орбитали | Рис. \(2\). Две \(p\)-орбитали | Рис. \(3\). \(s\)- и \(p\)-орбитали |
Примеры образования ковалентной связи с участием гибридных орбиталей.
 |  |  |
Рис. \(4\). \(s\)-орбиталь и гибридная орбиталь | Рис. \(5\). \(p\)-орбиталь и гибридная орбиталь | Рис. \(6\). Две гибридные орбитали |
При боковом перекрывании \(p\)- или \(d\)-орбиталей образуется \(π\)-связь.
 |
Рис. \(7\). \(π\)-связь |
Энергия и прочность связи
Энергией связи называют энергию, которую нужно затратить для разрыва химической связи. Например, на разрыв связи в молекуле водорода тратится \(435\) кДж энергии. Термохимическое уравнение этого процесса:
Такая же энергия выделяется при образовании химической связи:
Энергия связи определяет её прочность. Чем больше энергия связи, тем связь прочнее. Эта энергия зависит от кратности и длины связи.
Кратность связи
Важной характеристикой ковалентной связи является её кратность, т. е. число общих электронных пар. Ковалентная связь бывает одинарной, двойной и тройной.
Одинарная связь — это одна \(σ\)-связь. Двойная связь состоит из одной \(σ\)-связи и одной \(π\)-связи, а тройная — из одной \(σ\)-связи и двух \(π\)-связей. Чем выше кратность связи, тем больше её энергия и тем она прочнее.
Длина связи
Длина ковалентной связи — это расстояние между ядрами соединённых атомов. Она определяется в первую очередь радиусами атомов. Чем короче связь, тем она прочнее.
Полярность связи
Полярность связи определяется разностью электроотрицательностей атомов. Если \(χ\) обоих атомов больше \(2\) и электроотрицательности примерно равны, то связь между ними ковалентная неполярная. Если разность \(χ\) от \(0,4\) до \(2\), то связь ковалентная полярная.
Электронные и графические формулы
Для изображения ковалентных связей используются электронные или графические (структурные) формулы.
В электронных формулах каждый электрон обозначают точкой, общую электронную пару — парой точек, расположенной между связанными атомами. Несвязывающие электронные пары указывают над, под и рядом с химическим символом элемента.
В графических формулах каждая электронная пара обозначается чёрточкой.
Вещество | Водород | Кислород | Азот |
Электронная формула |  |  |  |
Графическая формула |  |  |  |
Источники:
Рис. 1–7. © ЯКласс.