Тип химической связи между атомами, возникающей при обобществлении электронов, которые принадлежат этим атомам.

Для объяснения ковалентной связи используют 2 метода квантово-механического расчета:

1. метод валентных связей (МВС)

2. метод молекулярных орбиталей (ММО)

Согласно методу валентных связей ковалентная связь образуется не путем передачи, а путем обобществления неспаренных электронов с антипараллельными спинами по 1-му от каждого атома. Образовавшаяся в этом случае электронная пара принадлежит обоим атомам. − – обозначение ковалентной связи.

Чем в большей степени перекрываются атомные орбитали, тем прочнее связь.

Перекрывание атомных орбиталей возможно лишь при их определенной взаимной ориентации в пространстве.

Ковалентная связь в отличие от ионной имеет направленность.

Атомные орбитали могут перекрываться двумя способами:

1-ый способ: перекрывание в направлении главных осей (осей, связывающих ядра).

Образовавшаяся при этом перекрывании ковалентная связь называется s-сигма связь.

2-ой способ: P-орбитали с параллельными осями.

Боковое перекрывание образует p-связь, менее прочную связь чем s- сигма. В соответствии с правилом Паули между двумя атомами может быть либо 1s-сигма связь, либо 1s-сигма и 1p-связь, либо 1s-сигма и 2p-связи.

Связи:

одинарная 1s −

двойная 1s+1p =

тройная 1s+2p ≡

При увеличении кратности, длина уменьшается:

одинарная – 1,54

двойная – 1,34

тройная – 1,2

Так как нахождение 2-х электронов в поле действия 2-х ядер энергетически выгоднее, чем пребывание каждого электрона в поле своего ядра, то в образовании ковалентной связи принимает участие все одноэлектронные орбитали внешнего энергетического уровня. Например, атом азота имеет три неспаренных электрона на внешнем уровне и может образовывать за счет таких электронов 3 ковалентных связи:

N 2P

2S ↑ ↑ ↑

↓↑

Число неспаренных электронов может увеличиваться при переходе атома в возбужденное состояние за счет “расспаривания”: у в этом случае атом способен образовывать 4 связи. “Расспаривание” электрона требует затраты энергии, которая компенсируется при образовании связей.