ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы Энергия и длина связи из "Неорганическая химия" Учитывая существующие различия в природе и свойствах атомных и ионных связей, следует уточнить представления об их длине и энергии. Определение этих важнейших характеристик химической связи см. гл. III, 1. [c.76] Прочность атомной связи, характеризуемая ее длиной и энергией, зависит от степени взаимного проникновения валентных атомных орбиталей взаимодействующих атомов. С увеличением размеров атомных орбиталей полнота их взаимного перекрывания уменьшается для s-орбиталей — от водорода к литию, от лития к натрию и т. д. для /5-орбиталей — от хлора к брому, от брома к иоду. Из этого следует, что электронная плотность между ядрами атомов уменьшается и прочность связи падает. Это подтверждено экспериментальными данными (табл. 7). [c.76] В результате между атомами галогенов возможно образование тройной связи одной Ох и двух л во взаимно перпендикулярных плоскостях — ХУ ч Х2. Этой возможности лишены атомы фтора, не имеющие вакантных -орбиталей. [c.76] Возникновение между атомами двойных и тройных связей (за счет одной или двух л -связей, а также б-связей), называемых кратными, приводит к значительному росту энергии связи между атомами и к уменьшению ее длины (табл. 8). [c.77] Такой расчет основан на представлении об атомах как жестких шарах с постоянными радиусами, сумма которых равна длине связи. Подобные радиусы называют ковалентлыми радиусами атомов. Ковалентный радиус атома углерода С принимают равным 0,077 нм, атома азота N — 0,070, атома кислорода О — 0,066, атома фтора Р — 0,0 64 нм. Однако это довольно грубый подход к оценке размеров атомов и связей между ними, так как на расстояние между связанными атомами влияют многие факторы, в частности кратность и полярность связи. [c.77] В ионных соединениях сйлы, действующие между противоположно заряженными ионамИ, имеют электростатическую природу. С одной стороны, противоионы притягиваются друг к другу, подчиняясь действию закона Кулона, с другой стороны, при их сближении электронные оболочки, а на меньших расстояниях и атомные ядра начинают отталкиваться. [c.78] Длина ионной связи (dea) —это расстояние между центрами ионов, на котором силы притяжения и отталкивания между ними уравниваются. [c.78] Полная Лотенциальная энергия Е взаимодействующих ионов равна сумме энергий их притяжения р и отталкивания отт. При этом Е должна быть минимальной. [c.78] Энергия связи ионного соединения, находящегося в твердом состоянии, характеризуется энергией его кристаллической решетки, т. е. энергией образования одного моля кристалла из изолированных ионов, например N3+ и СГ. [c.79] Значения энергий ионных решеток некоторых солей приведены в табл. 9. [c.79] Несмотря на то что длина ионной связи может быть легко измерена как межъядерное расстояние в кристаллической решетке, не просто решить, какая ее часть приходится на долю катиона и какая — на долю аниона. Исходные значения были получены с помощью оптических методов для ионов Р 0,133 и 0 0,132 нм. Затем вычитанием этих величин из известных значений с1 для фторидов и оксидов можно определить условные радиусы катионов, а зная радиусы катионов, рассчитать и условные радиусы остальных анионов (табл. 10). [c.79] Таким образом, энергии химических связей имеют значения в пределах от 100 до 1000 кДж/моль, а их длины не превышают 0,3 нм. [c.79] Вернуться к основной статье