Какой тип химической связи присутствует в кристалле NaCl?

Неполярная ковалентная связь

Какой тип кристаллической решётки характерен для алмаза (C)?

Молекулярная решётка

egc-1.2· Глава 1: Общая химия· ~14 мин

Химическая связь и строение веществ

Ковалентная, ионная, металлическая и водородная связь, кристаллические решётки, валентность и степень окисления

Химическая связь — это взаимодействие, удерживающее атомы вместе в молекуле или кристалле. Ковалентная связь возникает при образовании общих электронных пар из неспаренных электронов атомов: между атомами с одинаковой электроотрицательностью она неполярная (H₂, Cl₂, N₂), а между разными неметаллами — полярная (HCl, H₂O, NH₃). Ионная связь — это притяжение разноимённо заряженных ионов, образующихся при полном переносе электрона от типичного металла к типичному неметаллу (NaCl, K₂O, CaF₂). Металлическая связь создаётся взаимодействием ионов металла со свободными (делокализованными) электронами и объясняет электропроводность и пластичность металлов. Водородная связь — слабая связь атома H с сильно электроотрицательными атомами N, O, F — объясняет высокую температуру кипения воды. Тип кристаллической решётки определяет свойства вещества: атомная решётка (алмаз, SiO₂) — очень твёрдое вещество с высокой температурой плавления; молекулярная (лёд, CO₂, I₂) — мягкое, с низкой температурой плавления; ионная (NaCl) — твёрдое, проводящее ток в расплаве; металлическая — электропроводящее. Пример: в NaCl ионы Na⁺ и Cl⁻ образуют ионную решётку, поэтому вещество твёрдое, имеет высокую температуру плавления и проводит электрический ток в расплаве.

Ключевые термины

Ковалентная связь — Связь, возникающая при образовании общих (обобществлённых) электронных пар из неспаренных электронов атомов; бывает неполярной (H₂, Cl₂) или полярной (HCl, H₂O).

Ионная связь — Притяжение разноимённо заряженных ионов, образующихся при полном переносе электрона от типичного металла к типичному неметаллу (NaCl, K₂O, CaF₂).

Металлическая связь — Взаимодействие между ионами металла и свободными (делокализованными) электронами; объясняет электропроводность и пластичность металлов.

Водородная связь — Слабая связь атома H с сильно электроотрицательными атомами N, O, F; объясняет высокую температуру кипения воды.

Кристаллическая решётка — Упорядоченное расположение частиц в веществе; атомная, молекулярная, ионная или металлическая решётка определяет свойства вещества.

Степень окисления — Условный заряд атома в соединении; в простом веществе равна

0

, в молекуле сумма всех степеней окисления равна

0

, в ионе — заряду иона.

Типы химических связей и примеры

Тип связи	Между какими атомами	Пример
Неполярная ковалентная	одинаковые атомы неметаллов	H₂, O₂, N₂, Cl₂
Полярная ковалентная	разные неметаллы	HCl, H₂O, NH₃
Ионная	типичный металл + типичный неметалл	NaCl, K₂O, CaF₂
Металлическая	только металлы и сплавы	Fe, Cu, Zn
Водородная	между молекулами H–F, H–O, H–N	H₂O, NH₃, HF

По составу вещества можно определить тип химической связи.

Типы кристаллических решёток и свойства

Тип решётки	Свойства	Пример
Атомная (ковалентная)	очень твёрдая, высокая температура плавления	алмаз (C), SiO₂
Молекулярная	мягкая, низкая температура плавления, летучая	лёд (H₂O), CO₂, I₂
Ионная	твёрдая, проводит ток в расплаве	NaCl, KBr
Металлическая	электропроводящая, пластичная	Cu, Fe, Al

По свойствам можно определить тип решётки, а по типу решётки — вещество.

✎Найдите степень окисления серы (S) в H₂SO₄

1Известные степени окисления: $H = +1$ , $O = -2$ (в соединениях).
2Условие: сумма равна нулю: $2 \cdot (+1) + S + 4 \cdot (-2) = 0$ .
3Решение: $+2 + S - 8 = 0 \rightarrow S = +6$ .
4Ответ: Степень окисления серы равна $+6$ .

✎Найдите среднюю степень окисления железа в Fe₃O₄

1Степень окисления кислорода: $O = -2$ , четыре атома кислорода $\rightarrow$ $4 \cdot (-2) = -8$ .
2Условие: сумма равна нулю: $3 \cdot \text{Fe} + (-8) = 0 \rightarrow 3 \cdot \text{Fe} = +8$ .
3Средняя степень окисления: $\text{Fe} = +\frac{8}{3}$ .
4Ответ: Средняя степень окисления железа равна $+\frac{8}{3}$ .

🚫Частая ошибка

В ZnO и ZnCl₂ металлической связи НЕТ: это соединения металла с неметаллом, в которых присутствует ионная связь. Металлическая связь есть только в свободном металле (Zn).

⚠️Внимание

Кислород не всегда имеет степень окисления $-2$ : в пероксидах (H₂O₂, Na₂O₂) $O = -1$ , а в простом веществе O₂ — $0$ .

⚠️Внимание

Водород не всегда имеет степень окисления $+1$ : в гидридах металлов (NaH) $H = -1$ . Каждый раз проверяй выполнение условия: сумма степеней окисления равна $0$ .

💡Заметка

В солях со сложными ионами (Na₂SO₄, Na₂CO₃, NH₄Cl) одновременно присутствуют два типа связи: внутри иона — ковалентная, между катионом и анионом — ионная.

💡Заметка

Двойная связь $= 1\,\sigma + 1\,\pi$ (C=C: $5\,\sigma$ , $1\,\pi$ ), тройная связь $= 1\,\sigma + 2\,\pi$ . В N₂ между атомами три общих электронных пары.

Правила

1Неполярная ковалентная связь — между одинаковыми атомами неметаллов (H₂, O₂, N₂); полярная ковалентная связь — между разными неметаллами (HCl, H₂O).
2Ионная связь: типичный металл + типичный неметалл (NaCl, K₂O, CaCl₂); металлическая связь — только в металлах и сплавах.
3Водородная связь возникает только между молекулами, содержащими связи H–F, H–O, H–N.
4В простом веществе (H₂, O₂, Fe) степень окисления элемента равна $0$ ; в соединениях H чаще всего $+1$ , O — $-2$ .
5Сумма степеней окисления всех атомов в молекуле равна $0$ , а в ионе — заряду иона.

Тренировка

15 лёгких · 15 средних · 15 сложных

В каждом тесте — 10 случайных вопросов

Лёгкий Средний Сложный Микс