Химия, полный курс для 7 класса

Ковалентная полярная химическая связь

Ключевые вопросы:

• Что такое электроотрицательность?

• Чем ковалентная полярная связь отличается от неполярной?

• Как показать смещение электронной плотности в молекуле?

1. Электроотрицательность — сила притяжения электронов

Вы уже знаете, что ковалентная неполярная связь образуется между одинаковыми атомами неметаллов. Но в природе гораздо чаще вещества состоят из атомов разных элементов. Как же образуется связь между ними?

Атомы разных элементов имеют разную способность притягивать к себе общую электронную пару. Меру этой способности называют электроотрицательностью (ЭО).

Электроотрицательность (ЭО) — это численная величина, которая показывает способность атома в молекуле притягивать к себе общие электронные пары.

Чем выше значение ЭО, тем «сильнее» атом притягивает электроны. Электроотрицательность условна и не имеет единиц измерения. Самым электроотрицательным элементом является фтор (F), его ЭО принята за 4,0.

Закономерности в Периодической системе:

• В периодах (слева направо) электроотрицательность возрастает.

• В группах (сверху вниз) электроотрицательность уменьшается.

Чтобы определить, какой из двух атомов более электроотрицателен, нужно воспользоваться специальной таблицей электроотрицательностей (шкала Полинга).

2. Как образуется ковалентная полярная связь?

Ковалентная полярная связь — это связь, образующаяся между атомами разных неметаллов, электроотрицательности которых различаются.

Давайте рассмотрим её образование на конкретных примерах.

Пример 1: Молекула хлороводорода (HCl)

• Атом водорода (H) имеет 1 неспаренный электрон. ЭО(H) = 2,1.

• Атом хлора (Cl) имеет 1 неспаренный электрон. ЭО(Cl) = 3,0.

• Они образуют одну общую электронную пару.

• Поскольку хлор более электроотрицателен, чем водород, общая электронная пара смещается к атому хлора.

Это смещение не означает, что электроны «перепрыгивают» к хлору. Они всё ещё принадлежат обоим атомам, но проводят больше времени в пространстве вокруг ядра хлора.

Графическое изображение:

• Схема образования:
  H• + •Cl : → H : Cl : (или H–Cl)

• Смещение электронной пары: принято показывать стрелкой в сторону более электроотрицательного атома:
  H → Cl

• Частичные заряды: В результате неравномерного распределения электронной плотности на атомах возникают частичные (дробные) заряды, обозначаемые греческой буквой δ («дельта»).

  • На атоме водорода, который немного «потерял» электронную плотность, возникает частичный положительный заряд: δ+.

  • На атоме хлора, который электронную плотность «присвоил», возникает частичный отрицательный заряд: δ–.

Окончательно связь обозначают так:

δ+　　　 δ–

H — Cl

Пример 2: Молекула воды (H₂O)

• Атом кислорода (O) соединяется с двумя атомами водорода (H).

• ЭО(O) = 3,5, что значительно больше ЭО(H) = 2,1.

• Каждая из двух связей O–H является полярной. Общая электронная пара в каждой из них смещена к атому кислорода.
  
  δ+　　 δ– 　δ+
  
  H — O — H

Пример 3: Молекула аммиака (NH₃)

• Атом азота (N) соединяется с тремя атомами водорода (H).

• ЭО(N) = 3,0, что больше ЭО(H) = 2,1.

• Каждая из трёх связей N–H является полярной. Общая электронная пара в каждой из них смещена к атому азота.

3. Сравнение ковалентной неполярной и полярной связи

Давайте подведём итог и систематизируем знания.

Вывод: Ковалентная полярная связь — это промежуточный тип связи между чистой ковалентной (неполярной) и ионной связью. Чем больше разница в электроотрицательности связываемых атомов, тем более полярной является связь.

Закрепим материал:

1. Дайте определение электроотрицательности.

2. Объясните, почему связь в молекуле HCl является полярной, а в молекуле Cl₂ — нет.

3. Изобразите схему образования молекулы воды H₂O. Стрелкой укажите смещение электронной пары в одной из связей и обозначьте частичные заряды.

4. Используя таблицу ЭО, определите, к какому атому смещена общая электронная пара в соединениях: H₂S, CO₂, CH₄.