Ковалентная связь — основном тип связи в органических соединениях. характеризующийся увеличением электронной плотности между химически связанными атомами в молекуле но сравнению с распределением электронной плотности в свободных атомах.
Ковалентная связь возникает между атомами, имеющими одинаковую или близкую по значению электроотрицательность. Для образования ковалентной связи каждый из атомов предоставляет по одному электрону, при этом образуется общая пара электронов, которая по равной степени принадлежит обоим атомам. На письме ковалентная связь изображается черточкой между атомами.
Классическим примером ковалентной связи является молекула метана. Атом углерода содержит на внешнем электронном уровне четыре валентных электрона и, чтобы доукомплектовать этот слой по октетной конфигурации, он образует четыре общие электронные пары с четырьмя атомами водорода.
В зависимости от электроотрицательное™ атомов между которыми образовалась ковалентная связь, она может быть полярной или неполярной.
Если электроотрицательность атомов одинакова, то общая электронная пара находится на одинаковом расстоянии от ядра каждого из атомов. Такая связь называется ковалентно-неполярной. При возникновении ковалентной связи между атомами с различной электроотрицательность общая электронная пара смещается к более электроотрицательному атому. В этом случае образуется ковалентная полярная связь. Стрелка в формуле указывает на полярность ковалентной связи. С помощью греческой буквы б («дельта») обозначают частичные заряды на атомах: б+ — пониженную, 6 — повышенную электронную плотность.
По числу электронных пар, образующих ковалентную связь, различают связи простые — с одной парой электронов и кратные — с двумя или тремя парами. Основные характеристики ковалентной связи: длина связи (расстояние между центрами атомов в молекуле); энергия связи (энергия, которую необходимо затратить на разрыв связи); полярность связи (неравномерное распределение электронной плотности между атомами, обусловленное различной электроотрицательностью); поляризуемость (лег кость, с которой сметается электронная плотность связи к одному из атомов под влиянием внешних факторов); направленность (ковалентная связь, направленная до линии, соединяющей центры атомов).
Атомы некоторых элементов (кислорода, азота, серы, галогенов и др.) расходуют не все внешние электроны для формирования окгетной оболочки. Такие электроны называют не поделенные, не обобществленные или электроны. Донор — атом, который должен иметь пару неподеленных электронов. а акцептором может быть любой атом (в том числе и протон). у которого не хватает до образования октета двух электронов.
Например, образование иона аммония протекает по донорно-акцепторному механизму. Ковалентная связь образуется за счет того, что атом азота (донор электронов) отдает неподеленную пару электронов на образование ковалентной связи протону (акцептору электронов). Вновь образовавшаяся связь H-N ничем не отличается от остаточных связей H-N, которые имелись у аммиака. Такая связь называется еще координационной.
Семиполярная связь — частный случай донорно-акцепторной связи. Она образуется между атомами, один из которых имеет неподеле-ную пару электронов, а другой содержит на внешнем энергетическом уровне шесть электронов (секстет), то есть имеет вакантную атомную орбиталь. Соединения с семиполярной связью не проводят электрический ток, несмотря на наличие наряду с ковалентной связью и ионной о взаимодействия.