ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы Ионная связь из "Краткий курс физ. химии" При образовании данным атомом связи любого вида электроны, слабее связанные с атомом, легче передаются им на образование связи. В соответствии с этим образование связи с помоп1ью р-электронов сопровождается, при прочих равных условиях, обычно большим выделением энергии, чем образование подобной же связи с помощью s-электронов того же энергетического уровня. [c.58] Когда же в образовании валентных связей данного атома участвуют и S- и р-электроны, то различие между ними не сохраняется и все они взаимодействуют одинаково. Происходит, как говорят, гибридизация связей. Так, например, в ВСЬ все три связи В—С1 равноценны и обладают одинаковой энергией образования, хотя в образовании их от атома бора участвуют и s- и р-электроны . [c.58] Свободные атомы могут, соединяясь, образовать устойчивую молекулу только тогда, когда процесс этот сопровождается выделением энергии. Именно выделение энергии и делает образовавшуюся молекулу устойчивой, так как для обратного разложения ое требуется затрата энергии извне. Из различных форм связи между атомами более устойчивой является большей частью та, образование которой сопровождается выделением большего количества энергии. [c.58] Атом натрия содержит один слабо связанный электрон, а атом хлора, наоборот, не только очень прочно удерживает свои электроны, но и обладает довольно значительным сродством к электрону. Иначе говоря, электроотрицательность хлора много больше, чем натрия. Поэтому при взаимодействии между ними один электрон переходит от атома натрия к атому хлора, в результате чего образуются ионы Na+ и С1 , которые, обладая противоположным по знаку зарядом, могут притягиваться друг к другу и образовывать молекулу Na l. [c.58] Какое же число электронов может при подобном взаимодействии отдать или принять атом какого-нибудь данного элемента Наиболее вероятный результат взаимодействия заключается в приобретении атомом стольких электронов, чтобы образовалась устойчивая структура электронной оболочки. Такой является структура оболочек атомов инертных газов. В самом деле химическая инертность этих элементов вызывается именно тем, что их атомы в свободном состоянии обладают структурой электронных оболочек, наиболее устойчивой по сравнению с любыми другими структурами, которые могли бы образоваться при взаимодействии их с другими атомами. [c.59] В соответствии с этим атомы всех элементов основной подгруппы первой группы периодической системы, обладая одним электроном, избыточным по сравнению с атомами инертных газов, отдают на образование связи по одному электрону, атомы элементов основной подгруппы второй группы — по два электрона, третьей — по три, переходя при этом в состояние положительных ионов. Наоборот, атомам элементов основных подгрупп седьмой, шестой групп недостает соответственно одного или двух электронов до структуры электронных оболочек, свойственной атомам инертных газов. Поэтому они будут стрем.иться достроить свою наружную электронную оболочку, связывая новые электроны и переходя при этом в состояние отрицательно заряженных ионов. Однако здесь речь идет не обязательно о полной передаче электрона. Эффективная величина заряда образующихся положительных, так и тем более отрицательных ионов большей частью меньше, чем число электронов, передаваемых данным атомом на образование связей или приобретаемых им при их образовании. [c.59] В отличие от принятых ранее представлений, опытные данные приводят в настоящее время к заключению, что устойчивая конфигурация электронной оболочки может достигаться не только при полном присоединении электрона (типично ионная связь), но и при связывании его путем образования соответствующей полярной связи. Типично ионная связь образуется только между щелочными металлами и галогенами (и то главным образом между элементами, которые наиболее сильно различаются по своей электроотрицательности). При переходе же к более центральным группам периодической системы это различие постепенно уменьшается. [c.59] В газообразном состоянии в молекулах соединений, состоящих из двух элементов, вероятно, не существует ионов, эффективный заряд когорых достигал бы 2е. Однако в водных растворах и в кристаллогидратах энергия, освобождающаяся при гидратации, облегчает процесс ионизации и делает возможным существование ионов с более высоким зарядом, например [Са(Н20)п1 [Л1(Н20) ] [Ре(Н20) ]з-. [c.60] Подобным же образом ионы р-, N3+, Mg2+ обладают электронными оболочками, аналогичными по структуре оболочкам атома неона . [c.61] Мы рассматривали до сих пор свойства элементов основных подгрупп периодической системы. Элементы побочных подгрупп 3—8 сохраняют металличность вследствие наличия в атомах слабо связанных электронов, так как происходящая в них достройка -подуровня не вызывает значительного увеличения энергии связи электронов. [c.61] В этой книге нет необходимости рассматривать более сложные вопросы, относящиеся к образованию d-элементами различных химических соединений. Достаточно отметить, что наряду с соединениями, отвечающими их обычным степеням окисления, d-эле-менты часто проявляют способность к образованию более сложных (комплексных) соединений (см. 20). -Элементы 3—7 групп периодической системы в соединениях, отвечающих их высшей степени окисления, становятся аналогами соответствующих элементов основных подгрупп. [c.61] Необходимо подчеркнуть, что, при образовании ионной связи роль взаимодействующих атомов оказывается принципиально различной— один из них отдает электроны, а другой их принимает, т. е. один переходит в состояние положительного иона, а другой — отрицательного. Это отвечает положительной и отрицательной валентности соответствующих элементов в данном соединении. Так раскрывается физический смысл этих понятий, введенных в свое время чисто эмпирически. [c.61] Характерно, что элементы, входящие в состав соединения, обладающего чисто ионной связью, находятся при любых состояниях этого соединения в виде ионов, а не нейтральных атомов. Так, хлористый натрий состоит из ионов натрия и ионов хлора и в кристаллах поваренной соли, и в расплавленном состоянии, и в парах, и в водном растворе, и в растворе в других растворителях. Молекулы, из которых состоит Na l в парообразном состоянии, содержат каждая по иону натрия и иону хлора. [c.62] Изложенные здесь представления об образовании ионной связи были в основных чертах предложены в 1916 г. Косселем (правда, без учета возможного ослабления ионного характера связи) и были развиты в работах Борна. [c.62] Ионы в молекулах не следует рассматривать как абсолютно жесткие неизменяемые системы. Под действием внешнего электрического поля электроны и атомное ядро будут несколько смешаться в противоположные стороны. Таким образом, ионы, как и нейтральные атомы и молекулы, могут подвергаться деформации. Деформация эта наиболее легко происходит в наружных электронных оболочках, так как их электроны слабее связаны с атомным ядром. [c.62] Описанное явление называют поляризацией ионов. Способность иона к поляризации характеризуется величиной, называемой поляризуемостью иона последняя бывает тем больше, чем менее прочно связаны электроны с атомом. Поэтому более высокой она оказывается у отрицательных ионов (С1 , Вг, О и др.), а более слабой — у положительных ионов (Na+, К , a + и других), что легко видеть, сопоставляя электронные схемы, показанные на рис. 11. [c.62] Следует указать, что поляризация данного иона может быть вызвана не только полем, наложенным извне, но и соседними ионами, действующими на него своими электрическими полями. Непрерывное движение ионов делает эти взаимодействия быстро меняющимися во времени. [c.62] Вернуться к основной статье