предыдущий параграф

следующий параграф

А как обстоят дела с образованием ковалентной связи, если электронные облака исходных атомов не сферические (s-орбитали), а похожи на гантели (р-орбитали)? Давайте разберемся, как образуются молекулы фтора F₂, серы S₂ и азота N₂.

Два атома элемента фтора F имеют энергетические диаграммы внешнего электронного уровня, на которых мы видим три квантовые ячейки, заполненные парами электронов, и еще одну, где скучает одинокий неспаренный электрон (его мы отметим звездочкой*):

Пока что химическая связь здесь образоваться не может: стрелочки, которыми обозначены два скучающих друга - электрона, направлены в одну и ту же сторону. Это означает, что электроны, как два магнитика, приложены друг к другу одноименными полюсами, вот так:

Чтобы возникла химическая связь, а атомные орбитали могли перекрываться, нужно, чтобы стрелочки, обозначающие электроны, приняли противоположное направление.

Вот как это будет выглядеть:

После этого можно будет добиться взаимного перекрывания атомных орбиталей, похожих на гантели, если они расположены вдоль одной линии:

Два атома фтора как два человечка, протягивают друг другу руки, и дальше, взявшись за руки, продолжают свой путь уже в виде молекулы фтора F₂, которая похожа на сдобную ватрушку:

В двух атомах серы S уже по два неспаренных электрона (они отмечены звездочками*), которые соскучились в одиночестве. Для образования электронных пар нужно, чтобы стрелочки, обозначающие эти электроны, приняли противоположное направление:

Перекрывание атомных орбиталей серы будет происходить не только как у фтора (вдоль линии):

В этом случае ковалентная химическая связь становится прочнее, она двойная: ведь ее обеспечивают сразу две электронные пары - как будто два атома, два человечка затанцевали, взявшись обеими руками.

Еще крепче будет тройная ковалентная связь, которая образуется в молекуле азота N₂. Два атома азота N имеют энергетические диаграммы, где есть по три неспаренных электрона:

Эти-то электроны и дадут нам целых три ковалентных связи, когда перекроются их атомные орбитали в пространстве - вот так:

- а еще так: - и так:

Вспомним, как бывалые альпинисты идут на штурм горных вершин. Они привязывают к поясу страховочный трос - запасную веревку, которая помогает вытащить друга, если он оступился и начал падать на подъеме... Третья связь между атомами в молекуле похожа на такое надежное соединение дружных партнеров, соратников в покорении горных вершин.

"Друг мой - третья моя рука!" - скажет атом азота, оказавшись в молекуле N₂. И будет совершенно прав: ведь прочность молекул азота удивляет даже самых опытных химиков.

Задание 22. "Одинарные и кратные связи"

предыдущий параграф

Читайте КОНСПЕКТ

следующий параграф