Химическая связь — это взаимодействие атомов, осуществляемое путем обмена электронами. Причина образования химических связей ― выигрыш в энергии системы связанных атомов по сравнению с изолированными атомами.
Типы химических связей
Выделяют 4 разновидности химической связи ― ковалентная, которая в свою очередь делится на полярную и неполярную, ионная, металлическая и водородная.
Полярность связи зависит от электроотрицательности элементов.
Ковалентная связь
Ковалентная неполярная связь
Образуется между одинаковыми неметаллами, то есть эти элементы имеют одинаковую ЭО.
Рассмотри образование ковалентной неполярной связи, на примере водорода:
Ковалентная полярная связь
Образуется между разными неметаллами, то есть между этими элементами есть небольшая разница в ЭО.
Рассмотрим образование ковалентной полярной связи, на примере сероводорода:
Ионная связь
Образуется между металлом и неметаллом, то есть между веществами большая разница ЭО. Один из элементов отдает свои электроны и он заряжается положительно. Элемент, который принимает электроны заряжается отрицательно.
Металлическая связь
Металлическая связь ― обобществление валентных электронов «электронный газ» осуществляется в простых веществах металлах и их сплавах (Na, Fe, Сг, Al и т. д.).
Водородная связь
Водородная связь ― связь между электроотрицательным атомом (F, O, N) и атомом водорода, который ковалентно связан с другим электроотрицательным атомом (F, O, N).
Водородные связи влияют на физические (температуру кипения, температуру плавления) и химические (кислотно-основные) свойства соединений.
Межмолекулярные водородные связи обусловливают ассоциацию молекул, что приводит к повышению температур кипения и плавления вещества. Например, этиловый спирт C2H5OH, способный к ассоциации, кипит при +78,3°С, а диметиловый эфир СН3ОСН3, не образующий водородных связей, лишь при –24°С (молекулярная формула обоих веществ С2Н6О).
| Тип связи | Примеры |
| Ковалентная неполярная | Cl2, O2, Br2, I2, N2 и др. |
| Ковалентная полярная | HCl, H2S, HBr, H2O, SO2, SO3 и др. |
| Ионная | NaCl, KCl, CaBr2, Na2O и др. |
| Металлическая | Na, Ca, Zn, Al и др. |
| Водородная | Между молекулами:
|
Примеры решения задач по химии в ЕГЭ на типы химических связей
Задача 1. Из предложенного перечня выберите два соединения, в которых присутствует ионная химическая связь.
- Ca(ClO2)2
- HClO3
- NH4Cl
- HClO4
- Cl2O7
Решение: Ионная химическая связь характерна для оксидов, гидроксидов и солей металлов (+соли аммония и гидроксид аммония). Соли —это вариант 1 и 3.
Задача 2. Из предложенного перечня выберите два соединения, в которых присутствует ковалентная химическая связь.
- Cl2
- С2S
- NaBr
- K2S
- Al2O3
Запишите в поле ответа номера выбранных соединений. Решение: Ковалентная связь характерна для простых веществ-неметаллов и соединений типа неметалл-неметалл. Это простое вещество хлор и сульфид углерода. Таким образом ответ будет 1 и 2.
Задача 3. Из предложенного перечня выберите два соединения, в которых присутствует ковалентная полярная химическая связь.
- NH4OH
- He
- HCl
- P2O5
- PbO
Решение: Ковалентная полярная связь образуется между двумя разными неметаллами. Ответ 34.
Задача 4. Из предложенного перечня выберите два соединения, в которых присутствует водородная химическая связь.
- H2O
- C2H6
- CH3OCH3
- С2H5OH
- H2
Решение: Водородная химическая связь возникает между молекулами воды и одноатомных спиртов. Ответ 14.
Задача 5. Из предложенного перечня выберите два соединения, в которых ковалентная связь образована по донорно-акцепторному механизму.
- Карбид кальция
- Сульфат аммония
- Оксид фосфора (V)
- Криптон
- Угарный газ
Решение: Донорно-акцепторный механизм образования связи характерен для иона аммония и угарного газа в связи с наличием неподеленной электронной пары на азоте и углероде соответственно. Ответ: 25.
Задача 6. Из предложенного перечня выберите два соединения, в которых присутствует ковалентная неполярная химическая связь.
- CO2
- K2O
- F2
- H2O
- O2
Запишите в поле ответа номера выбранных соединений. Решение: ковалентная неполярная связь образуется между одинаковыми атомами. Это фтор и кислород.
Ответ 35.
Задача 7. Из предложенного перечня выберите два вещества, с каждым из которых сера образует ионные связи.
- Фтор
- Натрий
- Кислород
- Кальций
- Углерод
Запишите в поле ответа номера выбранных соединений. Решение: Ионные связи образуются между металлом и неметаллом. Сера-неметалл, значит, нужно выбрать металлы. Это натрий и кальций.
Ответ: 24.
Задача 8. Из предложенного перечня выберите два вещества, в молекулах которых имеются как полярные, так и неполярные ковалентные связи.
- CCl4
- C6H6
- HNO3
- N2O4
- CO2
Решение: В молекуле под номером 1 есть 4 связи C-Cl, все они полярные, но в задании нужно найти молекулу как с полярными, так и с неполярными связями.
В молекуле бензола (под номером 2) содержится 2 вида связей: C-C неполярная и C-H полярная.
В молекуле HNO3 хоть и 3 кислорода, но между собой они не связаны, поэтому наблюдается 2 вида только полярных связей H-N, N-O.
В молекуле N2O4 2 типа связей: N-N неполярная и N-O полярная.
В молекуле углекислого газа оба кислорода связаны только с углеродом, образуя только полярные связи. Ответ 24.
Задача 9. Из предложенного перечня выберите два вещества, в которых присутствует металлическая связь.
- Na2O
- Cu(OH)2
- Fe
- B
- Zn
Решение: металлическая связь характерная для металлов и сплавов. Металлы здесь — железо и цинк. Ответ 35.
Задача 10. Из предложенного перечня выберите два вещества, с которыми соединения хлора имеют ковалентную полярную связь.
- Водород
- Калий
- Магний
- Натрий
- Фосфор
Запишите в поле ответа номера выбранных соединений. Решение: Ковалентная полярная связь образуется в молекулах между атомами разных неметаллов, ионная — между атомами металлов и неметаллов. Поэтому ковалентную полярную связь имеет соединение хлора с водородом и фосфором. С остальными — связь ионная. Ответ: 15.
Задача 11. Из предложенного перечня выберите два соединения, в которых имеются только ионные связи.
- KI
- BaCl2
- KClO3
- BaSO4
- (NH4)2S
Решение: Ковалентная не полярная связь образуется в молекулах между атомами одного элемента-неметалла. Ковалентная полярная связь образуется в молекулах между атомами разных неметаллов, ионная — между атомами металлов и неметаллов. Поэтому только ионные связи присутствуют в KI и BaCl2. Ответ: 12.
Задача 12. Из предложенного перечня выберите два соединения, между молекулами которых образуются водородные связи.
- Фтороводород
- Бутанол
- Хлорметан
- Диметиловый эфир
- Этилен
Решение: Межмолекулярная водородная связь образуется между атомом водорода, ковалентно связанным с атомом с высокой электроотрицательностью (F, O и N), одной молекулы и атомом элемента с высокой электроотрицательностью (F, O, N, Cl) другой молекулы.
Среди предложенных веществ водородная связь образуется между молекулами фторводорода и бутанола. Ответ: 12.
Задача 13. Из предложенного перечня выберите два соединения, образованные как ковалентной, так и ионной связью.
- CaSO4
- C2H5OH
- NH4NO3
- NaCl
- C6H6
Решение: В этиловом спирте связи ковалентные, в хлориде натрия — ионные, в бензоле — ковалентные. В нитрате аммония и сульфате кальция связи в ионе аммония и нитратном и сульфатном анионах ковалентные, а между ионом аммония и нитратным анионом, а также ионом кальция и сульфат анионом — ионная. Ответ: 13
Задача 14. Из предложенного перечня выберите два соединения, где кислород образует ковалентную полярную связь.
- NO2
- O2
- CO
- CaO
- Al2O3
Решение: Ковалентная полярная связь осуществляется между разными неметаллами. Ответ: 13
Задача 15. Из предложенного перечня выберите два типа химических связей, которые реализуются в сульфате калия.
- ковалентная неполярная
- ковалентная полярная
- ионная
- металлическая
- водородная
Решение: Ковалентная неполярная связь образуется в молекулах между атомами одного элемента-неметалла. Ковалентная полярная связь образуется в молекулах между атомами разных неметаллов, ионная — между атомами металлов и неметаллов. В сульфате калия между ионами калия и сульфат-ионами связь ионная, а между кислородом и серой в сульфат-ионе ковалентная полярная. Ответ: 23.