Қазіргі түсініктер бойынша атомдар арасындағы химиялық байланыста электростатикалық табиғи қатынастар бар.
Химиялық байланыс деп бөлшектерді бір-бірін жақын ұстауға көмектесетін электрлік тартылыс күштерін айтады.
Химиялық байланыстар түзуге қатысатын бөлшектер атомдар, молекулалар және иондар болуы мүмкін. Құрылымдық формулалардағы әр химиялық байланыс валенттік сызыкпен көрсетіледі, мысалы:
Н-Н (сутектің екі атомы арасындағы байланыс)
H3N-H+ (аммиак молекуласындағы азот атомы мен сутек катионы арасындағы байланыс)
(К+)-(І—) (калий катионы мен иодид-ион арасындағы байланыс)
Коваленттік байланыс
Химиялық байланыс электрон жұбы (• •) арқылы түзіледі. Атомдардың өзіндік бөлінбеген электрон жұбына қарағанда күрделі заттардың (молекулалардың, күрделі иондардың) электрондық формулаларында электрон жұптары көбінесе валенттік сызықпен көрсетіледі.
Мысалы:
Екі атом арасында химиялық байланыс электрон жұбы ортақтасуы арқылы түзілсе, ол коваленттік байланыс деп аталады.
Элементтер электртерістігі
Химиялық байланыстарға қатысатын атомдар элементтердің бірдей немесе әр түрлі электр терістігіне, яғни өз маңында электрондарды ұстай алу қабілеттілігіне жауап береді. Бейметалдарда жоғары электртерістік, ал металдарда төменгі электртерістік болады.
Периодтық жүйенің әрбір периодында элементтердің электртерістігі реттік нөмірдің (солдан оңға) өсуіне қарай көбейеді. Периодтық жүйенің әрбір тобында реттік нөмір өскенде (жоғарыдан төменге қарай), электртерістік азаяды. Фтор F элементінде еңжоғары электртерісгік, ал цезий Cs элементінде ен, кіші электртерістік (1-6 период элементтері арасында) болады (3.6-кестені қараңыз).
3.6-кесте. А-тобы элементтерінің электртерістігі
| ІА | IIA | IIIA | IVA | VA | VIA | VIIA |
| Н
2,10 |
||||||
| Li
0,97 |
Be
1,47 |
B
2,01 |
C
2,50 |
N 3,07 | O
3,50 |
F
4,10 |
| Na
1,01 |
Mg 1,23 | Al
1,47 |
Si
2,25 |
P
2,32 |
s
2,60 |
Cl
2,83 |
| к
0,91 |
Ca 1,04 | Ga
1,82 |
Ge
2,02 |
As 2,10 | Se 2,48 | Br
2,74 |
| Rb
0,89 |
Sr 0,99 | In
1,49 |
Sn
1,72 |
Sb 1,82 | Te
2,01 |
I
2,21 |
| Cs
0,86 |
Ba
0,97 |
Tl
1,44 |
Pb 1,55 | Bi 1,67 | Po
1,76 |
At 1,90 |
Байланыс үйектілігі. Тотығу дәрежелері
Екі атом арасындағы ортақ электрон жұбы олардың ортасында әрдайым бірдей қашықтықта бола бермейді.
F2 молекуласында фтордың екі атомында да электртерістік бірдей, сондықтан электрон жұбы оларға ортақ. Мұндай химиялық байланысты үйексіз деп атайды, себебі фтордың әр атомында электрондық тығыздығы бірдей және молекуланың электрондық формуласында олардың ортасында бірдей (тепе-тең) болып, шартты бөлінеді.
Бұл жағдайда F2 молекуласыңдағы фтордың тотығу дәре-жесі нөлге (0) тең, себебі бос фтор атомында және F2 молекуласындағы әр фтор атомында 7 валенттік электрон бар.
Хлорсутек HC1 молекуласындағы химиялық байланыс үйекті, себебі хлор атомының электрондық тығыздығы (электртерістігі жоғары элемент) сутек атомындағы электрондық тығыздықтан әлдеқайда көп:
Бұл жағдайда хлордың тотығу дәрежесі І-ге тең, оның себебі бос хлор атомында 7 валенттік электрон, ал HC1 молекуласында шартты түрде 8.
Сутектің тотығу дәрежесі +І-ге тең және молекула тұтастай бейтарап.
Байланыс түзілу механизмі
Коваленттік байланыс, мысалы Н-Н, екі бейтарап атом электрондарының ортақтасуынан пайда болады:
Мұндай байланыстың түзілу механизмі алмасу, немесе теңбағалы, деп аталады.
Келесі бір механизм бойынша Н-Н арасындағы коваленттік байланыс Н— гидрид-ион мен сутек катионының электрон жұбы ортақтасуы арқылы пайда болады:
Бұл жағдайда Н+ катионын электрон жұбының акцепторы деп, ал Н— анионын доноры деп атайды. Коваленттік байланыстың бұлай түзілу механизмі донорлы-акцепторлы, немесе координациялы, деп аталады.
Осыған ұқсас, аммиак NH3 молекуласындағы азот атомы мен Н+ катионы арасында коваленттік байланыс түзілерде, азот атомы — донор, ал сутек катионы — электрон жұбының акцепторы:
Түзілген NH4+ аммоний катионында барлық төрт N-H байланысы тепе-тең (бірдей), сол себепті төртінші байланысты түзуге қатысқан, акцептор болған сутекті бөліп көрсету қиын. Азоттың тотығу дәрежесі бірдей және -ІІІ-ке тең: (N-ІІІ H3+I)° (N-ІІІ H4+I)+ NH3 молекуласында және NH4 катионында.
Атомдар валенттігі
Күрделі заттардың (молекулалар мен иондардың) электрондық формулалары негізінде әр атомның валенттігін анықтауға болады. Молекулалар құрылысы тұрғысынан күрделі бөлшектегі атом валенттігі деп осы бөлшектегі атомның ортақ электрон жұбын (әр байланысқа біреуден) айтады, яғни ол — осы атомның басқа атомдармен күрделі бөлшекті құру кезіндегі σ-байланыстар саны.
Мысалы, F2 молекуласында (F-F) әр F атомының валенттігі 1-ге тең, HC1 молекуласында Н атомының және С1 атомының валенттігі 1 -ге тең, NH3 молекуласында N атомінікі 3-ке, ал NH +4 катионында 4-ке, екі жағдайда да Н атомының валенттігі бірдей және 1-ге тең.
Атомдық орбитальдардың қабаттасуы
Атомдар арасындағы коваленттік байланыстар атомдық орбитальдардың қабаттасуымен пайда болады, мысалы 1 s-орбитальдары Н-Н байланысы түзілуінен, 2р-орбитальдары F-F байланысы арқылы, H-C1 байланысы түзілгенде, Н атомының l s-орбиталі мен С1 атомының 3р-орбиталі пайда болады: (қабаттасушы орбитальдардың жұптаспаған электрондары дөңгелекпен қоршалған). Химиялық байланыстар түзілгенде, электрондық тығыздықтың әрқашан қабаттасу бағытына қарай жылжуы байқалады. Бұл жағдай бос атомдағы күйімен салыстырғанда орбитальдар пішінінің өзгеруіне әкеледі.