Доклад : Химические связи 


Полнотекстовый поиск по базе:

Главная >> Доклад >> Биология и химия


Химические связи




Химические связи

Атомы могут присоединяться друг к другу, либо отдавая и принимая электроны, либо делясь парами электронов с соседними атомами, либо делясь электронами со многими другими атомами, либо благодаря эффекту поляризации.

Электроны в атоме занимают ряд вложенных слоев, при этом воздействию другого атома могут подвергаться, как правило, только электроны, находящиеся во внешнем слое (он называется валентным слоем). Когда электроны в двух атомах выстраиваются так, что возникает сила, удерживающая вместе эти два атома, мы говорим, что образуется химическая связь. Различают несколько видов химической связи.

Ионная связь

Когда внешние электронные слои полностью заполнены, общая энергия атомов понижается. Например, атом натрия, имеющий на внешнем слое один электрон, охотно отдает этот электрон. И наоборот, атом хлора, которому не хватает одного электрона для заполнения внешнего слоя, стремится присоединить электрон для завершения уровня. Когда атомы натрия и хлора оказываются рядом, натрий отдает электрон, а хлор его принимает. При этом атом натрия, потеряв отрицательный заряд, становится положительно заряженным ионом натрия, а атом хлора, получив дополнительный электрон, становится отрицательно заряженным ионом хлора. По закону Кулона между двумя ионами возникает электростатическое притяжение, приводящее к образованию химической связи, которая и удерживает атомы вместе.

С этой реакцией связано одно из чудес химии: бурно реагирующее вещество натрий и сильно ядовитый газ хлор, соединяясь, образуют обычную поваренную соль, широко применяемую в питании.

Ковалентная связь

Некоторые атомы, в основном это касается углерода, образуют связи по-другому. Когда два таких атома достаточно приближаются друг к другу, между ними возникает взаимодействие, которое можно рассматривать как длительный взаимный обмен электронами. Как будто атом бросает один из своих внешних электронов другому атому, затем ловит электрон другого атома и снова бросает его обратно в бесконечной игре в мяч. В соответствии с законами квантовой механики, такой обмен электронами вызывает силу притяжения, которая и удерживает атомы вместе.

Дело в том, что такой атом как углерод, имеющий четыре электрона во внешнем слое, может дополнить этот валентный слой до восьми электронов, образуя ковалентные связи с четырьмя другими атомами. Поэтому атомы углерода способны образовывать молекулы с длинными цепями, какие мы наблюдаем в биологических системах). Некоторые ученые (и я в том числе) даже утверждают, что вследствие этого свойства атома углерода вся жизнь во Вселенной, как и жизнь на Земле, должна быть углеродной.

Металлическая связь

В металлах образуется химическая связь еще одного вида. Каждый атом в металле отдает один или два подвижных электрона, как бы делясь этими электронами со всеми соседними атомами металла. Эти квазисвободные электроны образуют что-то вроде желе, в котором располагаются тяжелые положительные ионы металла. Все это напоминает трехмерную пространственную решетку из стеклянных шариков в вязкой патоке — если толкнуть один из таких шариков, он слегка сдвинется, но сохранит свое положение относительно других. Точно так же атомы металла, потревоженные внешним механическим воздействием, останутся связанными друг с другом благодаря «электронному желе». Вот почему, если ударить по металлу молотком, останется вмятина, но сам кусок металла, скорее всего, не разломится. Именно «электронное желе» делает металлы хорошими проводниками электричества (см. Теория электронов проводимости).

Водородная связь

Строго говоря, это не химическая связь в том смысле, в каком мы рассматривали предыдущие три типа связи. Это, скорее, притяжение между отдельными молекулами. Многие молекулы, хотя и являются в целом нейтральными (то есть имеют одинаковое количество отрицательных электронов и положительных протонов в своем ядре), оказываются поляризованными. Это значит, что некоторые части таких молекул имеют суммарный отрицательный заряд, в то время как другие части — положительный. Конечно, суммарный заряд молекулы нейтрален, но положительный и отрицательный заряды распределены неравномерно.

Представим, что полярная молекула, как ее называют, приближается своей отрицательной областью к молекуле-мишени. Электростатическая сила со стороны этой отрицательной области больше, чем со стороны положительной, т. к. положительная область расположена дальше. Эта электростатическая сила вызывает в молекуле-мишени передвижение электронов прочь от точки контакта, тем самым создавая в этом месте молекулы-мишени незначительный положительный заряд. В результате между двумя молекулами возникает сила притяжения и, следовательно, образуется связь.

Самая известная полярная молекула — это молекула воды. Отрицательный заряд собирается вокруг атома кислорода, приводя к образованию слабого положительного заряда около атомов водорода. Благодаря такой поляризации вода является хорошим растворителем. Ее молекулы способны создавать связи более прочные, чем те, которые удерживают молекулы-мишени вместе. Связи, создаваемые посредством положительно заряженных атомов водорода, называются водородными связями. Поскольку молекул водорода очень много в биологических молекулах, водородные связи в них образуются достаточно часто. В частности, именно водородные связи удерживают вместе две спирали молекулы ДНК.

Список литературы

Для подготовки данной работы были использованы материалы с сайта http://www.gramota.ru/

Похожие работы:

  • Химическая связь

    Доклад >> Биология и химия
    Химическая связь Химическая связь - это взаимодействие двух атомов, осуществляемое путем обмена электронами. При образовании химической связи атомы ... инертного газа. Различают следующие виды химической связи: ковалентная (полярная и неполярная; обменная и ...
  • Химическая связь. Типы взаимодействия молекул

    Статья >> Биология и химия
    ... действуют химические связи или химическая связь. Учение о химической связи составляет основу теоретической химии. Химическая связь возникает ... имеет энергетическая характеристика химической связи. При образовании химической связи общая энергия системы ...
  • Химическая связь

    Реферат >> Химия
    ... дисциплине химия на тему: “Химическая связь ” Выполнил: ученик 11-Д ... Пономарёв Алексей Чернигов 2002 ХИМИЧЕСКАЯ СВЯЗЬ, общее определение сил и ... соеди­нений с локализованными двухцентровыми связями — насыщенные углеводороды (связи С—С, С—Н). В том случае ...
  • Химическая кинетика и равновесие в гомогенных системах

    Статья >> Биология и химия
    ... при столкновении молекулы успели прореагировать, химические связи должны быть «расшатаны». Для этого ... S образуется из А и В в результате перераспределения атомов и химических связей. Для образования молекулы S активированные молекулы ...
  • Химические основы производства клубничного сока

    Реферат >> Биология и химия
    ... ранняя и др. Богат и разнообразен химический состав клубники. Ягоды приведенных сортов ... сухих веществ. В таблице приведён химический состав некоторых сортов клубники. ... веществ или на определенный тип химических связей в молекуле. На активность ферментов ...
  • Химическая и радиационная стойкость керамики

    Реферат >> Биология и химия
    ... керамики, зависит от их химического состава, типа химической связи, кристаллической структуры, а в изделиях — также ... обладают высокими температурами плавления, прочностью химических связей, теплопроводностью, электрической проводимостью или диэлектрическими ...
  • Теория химического строения органических соединений. Электронная природа химических связей. Предпосылки теории строения. Теория химического строения ...

    Реферат >> Химия
    ... СОЕДИНЕНИЙ. ЭЛЕКТРОННАЯ ПРИРОДА ХИМИЧЕСКИХ СВЯЗЕЙ, ПРЕДПОСЫЛКИ ТЕОРИИ СТРОЕНИЯ. ТЕОРИЯ ХИМИЧЕСКОГО СТРОЕНИЯ. ИЗОМЕРИЯ» Выполнил ... в. Это учение позволило понять природу химической связи атомов, выяснить сущность их взаимного ...
  • Качественные сведения о химической связи

    Реферат >> Химия
    12 Качественные сведения о химической связи Простейшая одноэлектронная двуцентровая связь Молекулярный ион водорода Максимальное ... Это самая короткая химическая связь. Наибольшие значения возможных длин химических связей приближаются к 2,5-2,7 A0. Эта ...
  • Основные типы химической связи

    Реферат >> Химия
    ... типами химических связей нельзя. В большинстве соединений тип химической связи оказывается промежуточным; например, сильнополярная ковалентная химическая связь ...
  • Химическая промышленность мира

    Лабораторная работа >> География
    ... количества производимых моторных топлив, они связаны с химической модификацией молекул углеводородов, входящих в состав ... — закрепление молекул ферментов с помощью прочных химических связей на синтетических полимерах, полисахаридах и других ...