Ковалентная связь

Ковалентная связь является формой химической связи, характерной особенностью которого является то, что задействованы атомы занимают одно или более совместных пар электронов, и вызывают их взаимное притяжение, которое удерживает их в молекуле. Электроны при этом, как правило, заполняют внешние электронные оболочки задействованных атомов. Такая связь всегда сильнее чем межмолекулярная связь и сравнительный по силе или сильнее ионный связь.
Ковалентная связь зачастую возникает между атомами с похожей высокой электроотрицательностью. Ковалентная связь зачастую возникает между металлами, тогда как ионная связь является наиболее распространенной формой связи между атомами металлов и неметаллов.
Ковалентная связь, как правило, сильнее чем другие типы связи, такие как ионный. Дело в том, что в отличие от ионной связи, в котором атомы удерживаются ненаправленной кулоновской силой, ковалентные связи являются направленными. Следствием является то, что молекулы с ковалентной содержанием имеют тенденцию формировать относительно небольшое количество характерных форм, демонстрируя специфические углы связи.
Ковалентная связь делится на ковалентная полярная и ковалентная неполярная.
При взаимодействии атомов с одинаковой электроотрицательностью образуются молекулы с ковалентной неполярным связью. Такая связь существует в молекулах следующих простых веществ: H 2, F 2, Cl 2, O 2, N 2. Химические связи в этих газах образованы посредством общих электронных пар, т.е. при перекрытии соответствующих электронных облаков при сближении атомов. Составляя электронные формулы веществ, нужно помнить, что каждая общая электронная пара – это условное изображение повышенной электронной плотности, возникающей вследствие перекрытия соответствующих электронных облаков.
При взаимодействии атомов, значение электроотрицательности которых отличаются, но не резко, происходит смещение общей электронной пары к более электроотрицательного атома. Это наиболее распространенный тип химической связи, который встречается как в неорганических, так и органических соединениях. К ковалентных связей в полной мере относятся и те связи, которые образованы по донорно-акцепторному механизму, например в ионах гидроксония и аммония.
Образец формул Льюиса Оригинальная идея ковалентной связи принадлежит Гильберта Льюису, который описал общее занятие электронов атомами в 1916 году. Он предложил так называемую формулу Льюиса, в которой валентные электроны (на внешних орбиталях) представлены как точки вокруг атомных символов. Пары электронов между атомами представляют ковалентные связи.
Первое квантово-механическое толкование химической связи, в частности для молекулярного водорода, были приведены Гайтлера и Лондоном в 1927 году. Их труд базировалась на модели валентной связи, в которой предполагается, что химическая связь формируется в случаях когда накладываются внешние электронные орбитали задействованных атомов. Известно, что орбитали образуют специфические угловые отношения одни из другом, ибо модель валентной связи оказалась в состоянии успешно предсказать углы связей между отдельными молекулами.
На сегодня, модель валентной связи уступила место модели молекулярных орбиталей. В этой модели, когда атомы приближаются друг к другу, атомные орбитали взаимодействуют между собой и образуют гибридные молекулярные орбитали.