Виды химической связи — урок 1 темы «Химическая связь: ковалентная полярная и неполярная, ионная, металлическая», химия ОГЭ

Химическая связь — взаимодействие атомов, при котором они достигают устойчивой (завершённой) электронной оболочки. Тип связи определяется электроотрицательностью (ЭО) атомов — способностью притягивать электроны: \(\ce{F} > \ce{O} > \ce{N} > \ce{Cl} > \ce{Br} > \ce{S} > \ce{C} > \ce{H} > \) металлы.

Четыре вида связи: где находятся электроны

Связь	Между какими атомами	Механизм	Примеры
Ковалентная неполярная	одинаковые неметаллы	общие электронные пары расположены симметрично	\(\ce{H2}\), \(\ce{O2}\), \(\ce{N2}\), \(\ce{Cl2}\), \(\ce{F2}\), алмаз, \(\ce{S8}\), \(\ce{P4}\) — все простые вещества-неметаллы
Ковалентная полярная	разные неметаллы	общие пары смещены к более электроотрицательному атому (частичные заряды \(\delta+\) и \(\delta-\))	\(\ce{HCl}\), \(\ce{H2O}\), \(\ce{NH3}\), \(\ce{CO2}\), \(\ce{CH4}\), \(\ce{SO2}\), \(\ce{H2S}\), \(\ce{HF}\), \(\ce{SiO2}\), \(\ce{PCl3}\)
Ионная	типичный металл (IA, IIA) + типичный неметалл (VIA, VIIA); соли аммония	полная передача электронов: образуются ионы — катионы и анионы, которые притягиваются	\(\ce{NaCl}\), \(\ce{KF}\), \(\ce{CaO}\), \(\ce{MgCl2}\), \(\ce{Na2S}\), \(\ce{K2O}\), \(\ce{BaBr2}\), \(\ce{NH4Cl}\), \(\ce{NaOH}\) (между \(\ce{Na+}\) и \(\ce{OH-}\))
Металлическая	атомы металлов	атом-ионы металла + свободные («обобществлённые») электроны	\(\ce{Na}\), \(\ce{Fe}\), \(\ce{Cu}\), \(\ce{Al}\), \(\ce{Zn}\), сплавы

Кратность связи: одинарная (\(\ce{H-H}\), \(\ce{H-Cl}\)), двойная (\(\ce{O=O}\), \(\ce{O=C=O}\)), тройная (\(\ce{N#N}\) — самая прочная, поэтому азот инертен). Число общих пар равно валентности. Полярность связи тем больше, чем сильнее различаются электроотрицательности атомов: \(\ce{H-F}\) полярнее \(\ce{H-Cl}\).

Подсказка. Два одинаковых неметалла → неполярная; неметалл + неметалл → полярная; металл + неметалл → ионная; металл → металлическая. Водород в связях считается неметаллом (\(\ce{NaH}\) — ионная, \(\ce{HCl}\) — полярная). В сложных веществах может быть несколько видов связи: \(\ce{NaOH}\) — ионная (\(\ce{Na+}\) и \(\ce{OH-}\)) и ковалентная полярная (\(\ce{O-H}\)); \(\ce{NH4Cl}\) — ионная и ковалентная полярная.

Из истории. Идею общей электронной пары предложил американский химик Г. Льюис в 1916 году, а ионную связь в том же году объяснил немецкий физик В. Коссель. Шкалу электроотрицательности в 1932 году создал Л. Полинг — единственный человек, получивший две Нобелевские премии, ни с кем их не разделив: по химии (1954) и премию мира (1962).

Лайфхак. Чем дальше элементы друг от друга в таблице по горизонтали, тем больше разница электроотрицательностей и тем «ионнее» связь: \(\ce{NaCl}\) и \(\ce{CsF}\) — ионные, \(\ce{HCl}\) и \(\ce{H2O}\) — полярные, \(\ce{Cl2}\) — неполярная.

Ловушка ОГЭ. В \(\ce{NH4Cl}\) нет металла, но связь между \(\ce{NH4+}\) и \(\ce{Cl-}\) ионная. В \(\ce{CO2}\) связи полярные, хотя молекула в целом неполярна (симметрична). В \(\ce{NaOH}\), \(\ce{Na2SO4}\), \(\ce{KNO3}\) — сразу два вида связи: ионная и ковалентная полярная.

Как это спрашивают на ОГЭ. Задание 5 — выбрать два вещества с ковалентной неполярной (полярной, ионной) связью; частые ловушки — простые вещества-металлы (металлическая связь) и соли аммония (ионная).