Стремление к состоянию с наименьшей энергией является
общим свойством материи. Вы наверняка знаете о горных снежных лавинах и
камнепадах. Их энергия настолько велика, что может сметать с лица земли
мосты, дома и другие крупные и прочные сооружения. Причина этого
грозного явления природы в том, что масса снега или камней стремится
занять состояние с наименьшей энергией, а потенциальная энергия
физического тела у подножья горы меньше, чем на склоне или вершине.
Атомы образуют между собой связи по той же причине:
суммарная энергия соединившихся атомов меньше, чем энергия тех же атомов
в свободном состоянии. Это очень счастливое для нас с вами
обстоятельство – ведь если бы при соединении атомов в молекулы не
происходил выигрыш в энергии, то Вселенную заполняли бы только атомы
элементов, а появление простых и сложных молекул, необходимых для
существования жизни, было бы невозможно.
Однако, атомы не могут связываться друг с другом
произвольно. Каждый атом способен связываться с конкретным количеством
других атомов, причем связанные атомы располагаются в пространстве
строго определенным образом. Причину этих ограничений следует искать в
свойствах электронных оболочек атомов, а точнее – в свойствах внешних электронных оболочек, которыми атомы взаимодействуют друг с другом.
Завершенная внешняя электронная оболочка обладает
меньшей (т.е. более выгодной для атома) энергией, чем незавершенная. По
правилу октета завершенная оболочка содержит 8 электронов:
Таковы внешние электронные оболочки атомов благородных газов, за исключением гелия (n = 1), у которого завершенная оболочка состоит из двух s-электронов (1s2) просто потому, что p-подуровня на 1-м уровне нет.
Внешние оболочки всех элементов, кроме
благородных газов, являются НЕЗАВЕРШЕННЫМИ и в процессе химического
взаимодействия они по возможности ЗАВЕРШАЮТСЯ.
Чтобы такое "завершение" могло произойти, атомы
должны либо передать электроны друг другу, либо предоставить их в общее
пользование. Это заставляет атомы находиться рядом друг с другом, т.е.
быть связанными химической связью.
Существует несколько терминов для обозначения разновидностей химической связи: ковалентная, полярная ковалентная, ионная, металлическая, донорно-акцепторная, водородная
и некоторые другие. Однако, как мы увидим, все способы связывания
частиц вещества между собой имеют общую природу – это предоставление
собственных электронов в общее пользование (более строго - обобществление
электронов), которое часто дополняется электростатическим
взаимодействием между разноименными зарядами, возникающими при переходах
электронов. Иногда силы притяжения между отдельными частицами могут
быть и чисто электростатическими. Это не только притяжение между ионами,
но и различные межмолекулярные взаимодействия.http://www.hemi.nsu.ru/ucheb131.htm
Комментариев нет:
Отправить комментарий