Теория:
Атомы большинства химических элементов не могут существовать поодиночке.
Исключение составляют инертные газы, имеющие завершённые внешние уровни:
Молекулы этих элементов одноатомны.
Атомы всех остальных элементов связываются между собой и образуют различные простые и сложные вещества, число атомов в которых может изменяться от двух до нескольких тысяч. Атомы удерживаются вместе благодаря наличию химической связи.
Химическая связь — это взаимодействие, которое объединяет атомы в более сложные системы — молекулы или кристаллы.
Причины образования химической связи:
- неустойчивость атомов с незавершённым внешним уровнем и стремление к его заполнению;
- стремление к минимуму энергии.
По современным данным химическая связь определяется взаимодействием положительно заряженных ядер и отрицательно заряженных электронов.
Значит, природа химической связи электростатическая.
В свободном атоме электроны притягиваются только к ядру собственного атома.
Когда два атома приближаются друг к другу, между их ядрами и электронами начинают действовать силы отталкивания.
Но появляются также силы притяжения между ядром одного атома и электронами другого.
Силы отталкивания уравновешиваются силами притяжения, и атомы удерживаются вместе. Так возникает химическая связь.
Рис. \(1\). Действие сил притяжения и отталкивания
Энергия образовавшейся системы (молекулы, кристалла) ниже суммы энергий исходных атомов.
При образовании химической связи энергия всегда выделяется
При образовании связи происходит заполнение внешних энергетических уровней. Атомы приобретают электронное строение ближайшего инертного газа.
Для этого атомы неметаллов присоединяют электроны, чтобы на внешнем уровне стало два (у водорода) или восемь электронов (у всех остальных элементов).
Пример:
у атома серы на внешнем слое находятся шесть электронов: \(2е\), \(8е\), \(6е\).
До стабильного состояния ему необходимо принять два электрона.
Получается строение инертного газа аргона: \(2е\), \(8е\), \(8е\).
У атома углерода на внешнем слое находятся четыре электрона: \(2е\), \(4е\).
До стабильного состояния ему необходимо принять четыре электрона.
Получается строение инертного газа неона: \(2е\), \(8е\).
Атомы металлов, наоборот, отдают свои внешние электроны. При этом внешним становится предвнешний заполненный уровень.
Пример:
у атома лития на внешнем слое находится один электрон: \(2е\), \(1е\).
До стабильного состояния ему необходимо избавиться от электрона.
Получается строение инертного газа гелия: \(2е\).
У атома кальция на внешнем слое находятся два электрона: \(2е\), \(8е\), \(8е\), \(2е\).
До стабильного состояния ему необходимо отдать два электрона.
Получается строение инертного газа аргона: \(2е\), \(8е\), \(8е\).
Источники:
Рис. 1. Действие сил притяжения и отталкивания © ЯКласс