Розрізняють такі основні види зв'язку: іонна, ковалентний (полярний і неполярний), металева. Іонна зв'язок реалізується між атомами з сильно різною природою: металом і неметаллом, наприклад, в молекулі оксиду калію К2 О. Ковалентний зв'язок реалізується між атомами неметалів. Якщо в утворенні зв'язку беруть участь атоми одного виду - зв'язок ковалентний неполярний, наприклад, в молекулі водню Н2.
Якщо в утворенні зв'язку беруть участь різні атоми неметалів - зв'язок ко
валентна полярна, наприклад, в молекулі води Н2 О. Зв'язок між атомами металу в їх кристалічній решітці називається металевої.
Для з'єднань з полярними зв'язками ступінь полярності (ионности) може бути різною. Вона збільшується зі збільшенням різниці в значеннях електроотріцательностей елементів. Так, якщо порівняти молекули Н2 О і Н2 Sе, можна відзначити, що вони однотипні, але атом кисню в порівнянні з атомом селену має менший радіус і велику електронегативність. Тому зв'язку в Н2 Про порівняно зі зв'язками в Н2 Sе мають меншу довжину і велику полярність, отже, вони міцніші.
Між різницею електроотріцательностей взаємодіючих атомів і зрушенням електронної хмари існує пряма залежність. Чим більше різниця електронегативності окремих атомів, тим більше і ступінь ионности утворюється зв'язку, яку зазвичай оцінюють у відсотках.
Однією з важливих характеристик ковалентно-неполярной і ковалентно-полярної зв'язків, є міцність зв'язку, яка оцінюється енергією, необхідною для її розриву. Подібно енергії іонізації і спорідненості до електрону енергія зв'язку може бути виражена в електрон-вольтах на зв'язок (еВ / зв'язок) і в килоджоулях на моль (кДж / моль).
Енергія зв'язку залежить від щільності утворюється загального електронного хмари, а також від ступеня взаємного перекривання хмар електронів, яке досягається найбільш повно при утворенні # 963; -зв'язків.
Енергія зв'язку залежить також від меж'ядерного відстані і кратності зв'язку. Зі збільшенням меж'ядерного відстані міцність зв'язку зменшується, а зі збільшенням кратності зв'язку її міцність зростає.
Для двохатомних молекул Х2 з одинарним зв'язком її енергія збігається з енергією дисоціації молекули X2 ↔2X. Для молекул з кратною зв'язком (N2) або з декількома одинарними зв'язками (Н2 О, NН3. СН4) можна обчислити деякий середнє значення енергії зв'язку.
Виникнення гібридних, т. Е. Змішаних електронних орбіталей, відбувається в тих випадках, коли в утворенні хімічних зв'язків атомом А беруть участь електрони з різними, але не дуже сильно відрізняються один від одного енергетичними станами. Такому умові задовольняють s- і р-електрони одного і того ж рівня. Так, наприклад, в процесі утворення зв'язків збудженими атомами берилію (1s 2 2s 1 2р 1), бору (1s 2 2s 1 2р 2) і вуглецю (1s 2 2s 1 2р 3) приймають відповідно участь один s- і один р- електрон (Ве), один s- і два p-електрона (В) і один s-і три p-електрона (С). Так як орбіталі s- і p-електронів різні за формою, то попередньою стадією освіти хімічних зв'язків атомами цих електронів є утворення
гібридних орбіталей, форма яких є результатом взаємного зміни форм орбіталей s- і p-електронів, з яких вони утворилися. Такі гібридні орбіталі характеризуються симетричною спрямованістю щодо центру атома і здатністю до максимального взаємного перекривання загальних електронних орбіталей при подальшому їх взаємодії з електронними орбиталями елемента-партнера.
Число утворюються гібридних орбіталей відповідає числу електронів, що беруть участь в гібридизації. Так, наприклад, при гібридизації орбіталей одного s- і одного p-електрона атома Ве виникають дві гібридні орбіталі, розташовані під кутом 180 ° і дають початок утворенню лінійної за формою молекули ВеХ2. Такий вид гібридизації називається sp-гібридизацією.
При гібридизації орбіталей одного s- і двох p-електронів атома В виникають три гібридні орбіталі, розташовані в одній площині під кутом 120 °, які, перекриваючи з орбиталями р-електронів атома галогену, утворюють плоску молекулу ВХ3 -sр 2-гібридизація.
Тетраедричних остов молекул СН4 і CХ4 обумовлений гибридизацией орбіталей одного s- і трьох p-електронів атома вуглецю з утворенням чотирьох гібридних орбіталей, кут між якими становить 109 ° 28 /. - sр 3-гібридизація.
В освіті гібридних орбіталей можуть брати участь орбіталі d-електронів. Цей випадок реалізується, наприклад, при утворенні молекули SF6. Розподіл електронів в збудженому атомі сірки (VI) визначається формулою ЗsЗр 3 Зd 2. Гібридизація орбіталей одного s-, трьох p- і двох d-електронів призводить до утворення шести гібридних орбіталей, спрямованих від центрального атома сірки до вершин правильного октаедра, -sр 3 d 2 -
Гібридні орбіталі виникають і в тих випадках, коли центральний атом утворює в молекулі не чотири, а тільки три або менше зв'язків. Так, в NН3 s-електрони атомів Н утворюють зв'язку з трьома непарними p-електронами атома N, електронні орбіталі яких розташовані під кутом 90 °, подібно осях X, Y і Z в просторовій системі координат. На цій підставі було
очікувати, що молекула NН3 володіє структурою трикутної піраміди з кутом Н-N-Н, рівним 90 °. Досвідчені ж дані показують, що кут Н-N-Н дорівнює 107,3 °. Така розбіжність лише в першому наближенні можна пояснити полярним характером зв'язків Н-N і ефектом взаємного відштовхування позитивно поляризованих атомів водню. Та обставина, що кут 107,3 ° ближчий до кута правильного тетраедра (109 o 28 /), означає, що зв'язки N-Н утворені за рахунок sp 3-гібридизації, в якій крім чистих p-орбіталей атома N бере участь також і його неподіленої 2s-орбіталь.
Визначення форми молекули можна провести, використовуючи метод Гіллестпі. Основні положення цього методу можна звести до наступного:
1. Валентні електронні хмари центрального (зазвичай многовалентного) атома розташовуються можливо далі один від одного.
2. Кратність зв'язку не впливає на форму молекули.
3. Хмари неподіленої пари електронів займають найвіддаленіші положення.
4. У тригональной біпіраміди неподіленого пари розташовуються в екваторіальній області.
Для визначення форми молекули потрібно:
1. За короткої електронної конфігурації визначити число зовнішніх (валентних) електронів.
2. За графічної формулою сполуки визначити число # 948; -зв'язків (n) і число неподіленого електронних пар (m).
3. Розрахувати стерическое фактор q = n + m і визначити вихідну орієнтацію електронних хмар.
4. Визначити форму молекули, враховуючи, що кількість вершин вихідного поліедра зменшується на число неподіленого пар (m).