Химическая связь
Очень немногие элементы в природных условиях могут существовать в форме одиночных атомов. Это, как вы уже знаете, благородные газы — гелий He, неон Ne, аргон Ar и остальные элементы VIIIA-группы, простые вещества которых — одноатомные молекулы.
Остальные элементы при обычных условиях существуют в виде различных простых и сложных веществ. Число атомов, входящих в состав молекул таких веществ, колеблется от двух (H2, O2, Cl2, HCl и т. д.) до нескольких сотен и даже тысяч.
Химическая связь имеет электростатическую природу т. е. определяется действием кулоновских сил (сил притяжения частиц с разноименными зарядами и отталкивания частиц с одноименными зарядами) и осуществляется за счет валентных электронов.
В изолированном атоме электроны притягиваются только к ядру собственного атома. При сближении двух атомов начинают действовать силы отталкивания между ядрами атомов и между электронами обоих атомов. Но, кроме сил отталкивания, возникают и силы притяжения между электронами одного атома и ядром другого. В молекулах или многоатомных кристаллах электроны каждого атома получают возможность притягиваться к двум или нескольким ядрам. Так возникает взаимодействие между атомами, которое и называют химической связью. При этом устанавливается равновесие между силами отталкивания и притяжения.
Энергия образовавшихся молекулы или кристалла понижается в процессе образования химических связей и оказывается меньше, чем сумма энергий изолированных атомов. Следовательно, при образовании химической связи всегда должна выделяться энергия.
Стремление атомов к понижению своей энергии, т. е. к достижению более устойчивого, стабильного состояния и является основной причиной образования химической связи между двумя или более атомами. Это еще одна иллюстрация всеобщего принципа природы — стремления к максимально устойчивому состоянию, т. е. к состоянию с минимально возможным значением энергии.
В зависимости от способа перехода атомов в более устойчивое электронное состояние различают три основных типа химической связи: ковалентную, ионную и металлическую.