Итак, в предыдущих параграфах настоящей главы мы рассмотрели шесть основных типов химических связей, которые обусловливают образование и существование различных молекул.

Мы хотим особенно подчеркнуть, что природа любой химической связи (другими словами, причина возникновения той или иной связи) одинакова. Во всех случаях она обусловлена только электрическими взаимодействиями заряженных частиц, т. е. одновременным притяжением электронов (или одного электрона) к двум ядрам.

Более того, мы хотели бы также подчеркнуть определенную условность классификации различных типов связей. Так, в § 3 мы уже отмечали, что электронная конфигурация атомов инертного газа наиболее предпочтительна для атомов или ионов составляющих молекул, но не единственна. Наглядной иллюстрацией такого утверждения является, в частности, образование (например, в условиях газового разряда) устойчивого молекулярного ионаimage238. Интересно то, что эта частица состоит из двух протонов и одного электрона. Каждый «атом» водорода в частице Нг+ имеет валентную 1 s-opбиталь. Между двумя ядрами показана область перекрывания этих орбиталей, и единственный электрон большую часть времени проводит в области перекрывания между ядрамиimage239

Объясняется это тем, что электрон одновременно притягивается к двум ядрам. Возникает химическая связь, и образуется стабильная частица (ион)image240Но образованная здесь связь необычная — одноэлектронная. Отнести ее формально к любому из шести рассмотренных нами типов химической связи будет затруднительно.

Этот пример, на наш взгляд, не усложняет картину природы химической связи, а, наоборот, лишь наглядно иллюстрирует, что природа любой химической связи остается одинаковой — электрические взаимодействия заряженных частиц, а также подчеркивает отмеченную выше условность классификации различных типов связей.

В связи с этим целесообразно дать определение молекулы с современной точки зрения:

Молекула представляет собой устойчивую при данных условиях совокупность атомов, удерживаемых вместе силами притяжения (химическими связями).

Любая частица, состоящая, по крайней мере, из двух атомов и стабильно существующая при определенных условиях (такая, какimage241, или такие, какimage242image243 может быть названа молекулой. Таким образом, видно, насколько широким является приведенное определение молекулы. Понятие такого определения подчеркивает единственную причину образования химической связи и указывает, что в условиях, непохожих на обычные земные (например, при достаточно высоких температурах), могут образовываться «непривычные для нас-» молекулы, такие, какimage244и т. д.

В заключение отметим, что существенной характеристикой химической связи является ее прочность. Для оценки прочности связей обычно пользуются понятием энергии связей.

Энергия связи — это работа, необходимая для разрыва химической связи во всех молекулах, составляющих одну грамм-молекулу вещества. Чаще всего измеряют энергию связи в ккал/моль. Наиболее прочными являются ионные и ковалентные связи, энергии этих связей составляют величины от десятков до сотен ккал/моль. Металлическая связь, как правило, несколько слабее ионных и ковалентных связей, но величины энергий связи в металлах близки к значениям энергии ионных и ковалентных связей. Об этом свидетельствуют, в частности, высокие температуры кипения металлов, например 357°С (Hg), 880°С (Na), 3000°С (Fe) и т. д. Энергии донорно-акцепторных и водородных связей очень небольшие по сравнению с энергиями межатомных связей. Так, энергия водородной связи составляет обычно величину 5—10 ккал/моль, энергия донорно-акцепторной связи также составляет обычно величину нескольких ккал/моль и лишь в некоторых случаях может достигать десятков ккал/моль. Следовательно, допорно- акцепторные и водородные связи — это слабые связи. Как уже отмечалось выше, энергия вандервааль- совой связи ничтожно мала по сравнению со всеми остальными.