Далеч от последната роля на химическото ниво на организацията на света играе методът на свързване на структурните частици, взаимно свързване. По-голямата част от простите вещества, а именно неметали, имат ковалентен неполярн тип връзка, с изключение на инертните газове. Металите в чистата си форма имат специален начин на свързване, което се осъществява чрез социализиране на свободни електрони в кристалната решетка.
Всички сложни вещества (с изключение на някои органични) имат ковалентни полярни химични връзки. Видовете и примерите на тези съединения ще бъдат обсъдени по-долу. Междувременно е необходимо да се установи коя характеристика на атома влияе върху поляризацията на връзката.
Електроотрицателност
Атомите, или по-скоро техните ядра (които, както знаем, са положително заредени), имат способността да привличат и задържат електронната плътност, по-специално по време на образуването на химическа връзка. Това свойство се нарича електроотрицателност. В периодичната таблица стойността му нараства в периоди и основни подгрупи от елементи. Стойността на електроотрицателността не винаги е постоянна и може да се промени, например при промяна на типа хибридизация, коятоатомни орбитали.
Химичните връзки, чиито видове и примери ще бъдат посочени по-долу, или по-скоро локализацията или частичното изместване на тези връзки към един от участниците в свързването, се обяснява именно с електроотрицателната характеристика на един или друг елемент. Преместването се случва към атома, за който е по-силен.
Ковалентна неполярна връзка
"Формулата" на ковалентна неполярна връзка е проста - два атома от една и съща природа обединяват електроните на своите валентни обвивки в съвместна двойка. Такава двойка се нарича споделена, тъй като тя принадлежи еднакво и на двамата участници в обвързването. Благодарение на социализирането на електронната плътност под формата на двойка електрони, атомите преминават в по-стабилно състояние, тъй като завършват своето външно електронно ниво, и „октетът“(или „дублетът“в случай на просто водородно вещество H2, то има една s-орбитала, която изисква два електрона за завършване) е състоянието на външното ниво, към което се стремят всички атоми, тъй като неговото запълване съответства на състоянието с минимална енергия.
Пример за неполярна ковалентна връзка съществува в неорганичната и, колкото и странно да звучи, но също и в органичната химия. Този тип връзка е присъщ на всички прости вещества - неметали, с изключение на благородните газове, тъй като валентното ниво на атома на инертен газ вече е завършено и има октет от електрони, което означава, че свързването с подобен не прави смисъл за това и е още по-малко енергийно полезен. В органичните вещества неполярността се среща в отделните молекулиопределена структура и е условна.
Ковалентна полярна връзка
Пример за неполярна ковалентна връзка е ограничен до няколко молекули от просто вещество, докато диполните съединения, в които електронната плътност е частично изместена към по-електроотрицателен елемент, са огромното мнозинство. Всяка комбинация от атоми с различни стойности на електроотрицателност дава полярна връзка. По-специално, връзките в органичните вещества са ковалентни полярни връзки. Понякога йонните, неорганични оксиди също са полярни, а в соли и киселини преобладава йонният тип на свързване.
Като краен случай на полярно свързване понякога се разглежда йонният тип съединения. Ако електроотрицателността на един от елементите е значително по-висока от тази на другия, електронната двойка е напълно изместена от центъра на връзката към него. Така става разделянето на йони. Този, който вземе електронна двойка, се превръща в анион и получава отрицателен заряд, а този, който загуби електрон, се превръща в катион и става положителен.
Примери за неорганични вещества с ковалентен тип неполярна връзка
Веществата с ковалентна неполярна връзка са, например, всички бинарни газови молекули: водород (H - H), кислород (O=O), азот (в неговата молекула 2 атома са свързани чрез тройна връзка (N ≡ N)); течности и твърди вещества: хлор (Cl - Cl), флуор (F - F), бром (Br - Br), йод (I - I). Както и сложни вещества, състоящи се от атоми на различни елементи, но с действително същитестойност на електроотрицателност, например фосфорен хидрид - pH3.
Органични и неполярно свързване
Ясно е, че цялата органична материя е сложна. Възниква въпросът как може да има неполярна връзка в сложно вещество? Отговорът е доста прост, ако помислите малко логично. Ако стойностите на електроотрицателността на свързаните елементи се различават незначително и не създават диполен момент в съединението, такава връзка може да се счита за неполярна. Точно това е положението с въглерода и водорода: всички С-Н връзки в органичните вещества се считат за неполярни.
Пример за неполярна ковалентна връзка е молекула метан, най-простото органично съединение. Състои се от един въглероден атом, който според своята валентност е свързан с единични връзки с четири водородни атома. Всъщност молекулата не е дипол, тъй като в нея няма локализация на заряди, до известна степен поради тетраедричната структура. Електронната плътност е равномерно разпределена.
Пример за неполярна ковалентна връзка съществува в по-сложни органични съединения. Осъществява се благодарение на мезомерните ефекти, тоест последователното отнемане на електронната плътност, която бързо избледнява по въглеродната верига. И така, в молекулата на хексахлороетан, връзката C-C е неполярна поради равномерното изтегляне на електронната плътност от шест хлорни атома.
Други видове връзки
В допълнение към ковалентната връзка, която между другото може да се осъществи и по донорно-акцепторния механизъм, има йонна, метална иводородни връзки. Кратки характеристики на предпоследните две са представени по-горе.
Водородната връзка е междумолекулно електростатично взаимодействие, което се наблюдава, ако молекулата има водороден атом и всеки друг атом, който има несподелени електронни двойки. Този тип свързване е много по-слаб от останалите, но поради факта, че много от тези връзки могат да се образуват в веществото, той има значителен принос за свойствата на съединението.
