§ 4. Кавалентная сувязь

Кавалентная сувязь

Асноўным тыпам хімічных сувязей у арганічных злучэннях з’яўляецца кавалентная сувязь. Разгледзім механізм яе ўтварэння і асноўныя характарыстыкі.

Найпрасцейшы прыклад злучэння з кавалентнай сувяззю — малекула вадароду Н₂. Атам вадароду складаецца з дадатна зараджанага ядра і аднаго няспаранага электрона, які займае 1s-арбіталь. Пры збліжэнні двух атамаў вадароду адбываецца перакрыванне іх электронных воблакаў:

У выніку ў прасторы паміж ядрамі адбываецца павелічэнне электроннай шчыльнасці, гэта значыць у гэтай вобласці канцэнтруецца адмоўны зарад. Гэты адмоўны зарад прыцягвае дадатна зараджаныя ядры, і паміж атамамі фарміруецца хімічная сувязь. Утвараецца малекула вадароду Н Н, або Н₂. Такая сувязь называецца кавалентнай. Чым больш перакрываюцца электронныя воблакі атамаў, тым больш трывалай будзе кавалентная сувязь.

Схему ўтварэння кавалентнай сувязі паміж атамамі вадароду можна прадставіць наступным чынам:

або:

З прадстаўленай схемы відаць, што кавалентная сувязь ажыццяўляецца з дапамогай агульнай электроннай пары. У электронных формулах электронную пару звычайна абазначаюць дзвюма кропкамі, размешчанымі паміж атамамі. Калі вакол такіх атамаў апісаць акружнасці, відаць, што кожны атам вадароду ў малекуле мае завершаную электронную абалонку, як у атама гелію:

У структурных формулах кавалентная сувязь абазначаецца рысачкай:

Н Н

Выкарыстоўваючы паняцце агульнай электроннай пары, можна даць кароткае азначэнне кавалентнай сувязі.

У малекуле вадароду агульная электронная пара фарміруецца за кошт няспараных электронаў двух атамаў вадароду. Такім чынам, можна зрабіць вывад, што колькасць кавалентных сувязей, якія можа ўтварыць элемент, роўна ліку няспараных электронаў у яго атаме.

Напрыклад, у атаме вадароду адзін няспараны электрон, таму вадарод можа ўтварыць толькі адну кавалентную сувязь. Лік кавалентных сувязей, які ўтварае дадзены атам у хімічным злучэнні, называецца яго валентнасцю. Напрыклад, паколькі валентнасць вадароду роўная адзінцы, то ў структурных формулах ад сімвала H трэба маляваць адну рысачку: Н Н, Н Cl.

Разгледзім асноўныя характарыстыкі кавалентнай сувязі.