Химиялық реакциялардың жылдамдығы

Коваленттік байланыс - ортақ электрон жұбын түзу арқылы пайда болатын химиялық байланыс. Коваленттік байланыс түзілуінің үрдісін көбінесе схема түрінде береді, ондағы электрондар нүктемен белгіленген. Егер атомдардың арасында бір коваленттік байланыс болса (жалғыз ортақ электрондық жұп), онда ол дара, егер екеу болса, қос (екі ортақ электрондық жұп), үштік (үш ортақ электрондық жұп) деп аталады.

H2 затын құратын ковалентті байланыс - екі сутегі атомдарында ортақ екі электроны бар.

Коваленттік байланысты екі түрге бөледі: полярлы және полярлы емес. Полярлы емес коваленттік байланыстың электрон бұлттары ортақ электрон жұбымен құрылған, яғни электрондық байланыс бұлттары екі атом ядроларына қатысты кеңістікте симметриялы орналасқан. Полярлы емес коваленттік байланыс бейметалдарда пайда болады және металл жұптарында, химиялық элементтің бір атомынан: Н2, О2, О3, N2, S2, Li2, Na2, C, Si және басқалары құрылса, полярлы коваленттік байланыстың электрон бұлттары электртерістілігі жоғары атомға қарай ығысқан (НСl, H2O, H2S, NH3 және т.б).

Атомның электртерістілігі - химиялық байланыстарда басқа атомдардың валенттілік электрондарын өзіне тарту қабілеті. Электрондық бұлттардың формасы әртүрлі болғандықтан, олардың тұйықталуы әртүрлі тәсілдермен жүзеге асуы мүмкін. Тұйықталу әдісі мен симметриясына байланысты түзілген бұлттар σ − , π − және δ-байланыстары болып ажыратылады. σ-байланыс (сигма-байланыс) - бұл байланыс бұлттардың тұйықталуынан атомдардың байланыс сызықтарының маңайында іске асады. Симметрия шарттары негізінде келесідей қорытынды жасуға болады: s-орбиталь электрондары σ-байланыс түзілуінде, p-электрондар σ және π-байланыстар, ал d-электрондар σ, π, δ-байланыстары түзілуіне қатысады. Бұлттар қабаттасуы σ-байланыс кезінде максимал болады. Коваленттік байланыс тек қана қарама-қарсы спиндері бар электрон бұлттарының қабаттасуы нәтижесінде түзілмейді. Коваленттік байланыс сонымен қатар донорлы-акцепторлы механизммен түзілуі мүмкін. Бұл жағдайда химиялық байланыс бір атомның екі электрон бұлттары мен басқа атомның бос орбиталі нәтижесінде түзіледі (NH4+).

  Иондық байланыс валенттік электрондарды қосып алу ннемесе беріп жіберу мүмкіншіліктерінде аса көп айырмшылық бар атомдар арасында пайда болады,нәтижесінде атомдар қарама-қарсы зарядталған иондарға айналады.Екі қарама-қарсы зарядталған иондар арасында, электроваленттік ,иондық байланыстың тузіліуінесебеп болатын электростатикалық әрекеттесу пайда болады. Мысалы, хлор мен натрий арасындағы реакция нетижесінде жеті валентгі электроны бар хлор натрийдің жалғыз валенттік элекгронын тартып алып теріс зарядты хлор ионына айналады. Электронын жоғалтқан натрий атомы оң зарядты ионға айналады.

Хлор атомы, бір электронды қосып алып,инертті газ-аргондікі сияқты сегіз электрондық сыртқы қабатка ие болады. Натрий атомы, бір электронын жоғалтқаннан кейін, неонның сырткы электрондық қабатындағы сияқты тұрақты сегіз электрондық қабат жалаңашталады.

Иондық байланыстар, көбінесе, минералдық заттарға тән,олар тез бұзылады,мысалы электролиттік диссоциация кезінде және осы байланыс орынынан молекула иондарға ыдырайды Ковалентті байланыс бірдей атомдар арасында немесе электрон тарткыштық мәндері жақын атомдар арасында тузіледі. Мүндай байланыс көптеген органикалық және бейорганикалық қосылыстарға тән, мысалы:

Н2, СІ2 ,N2, О2 және т.б.

Бұл   жағдайда   да   атомдар   бірігіп,инерттік   газдардың   сырткы қабатындағьдай тұрақты электрондық кабатқа ие болады, бірак бұл атомның сыртқы қабатындағы дара электрондары жұптасу арқылы валенттік қабатты толтырумен жүзеге асады. Хлор молекуласының түзілуін төмендегі түрде көрсетуге болады.Әрбір хлор атомында жеті валенттік электроны бар,ал хлор молекуласы тузілгенде,олардың әркайсысы тұракты сегіз электрондық кабатқа ие болады,себебі әр кайсысының сыртындағы бір дара электроны қосылып,ортақ электрон жұбын түзеді.Бүл жұп бір мезгілде екі атомға да ортақ болады, өйткені олардың әр кайсысының сыртқы кабатына кіреді,сөйтіп осы атомдардың байланысын жүзеге асырады Коваленттік химиялық байланыстың түзілуін кванттық теория тұрғысы былай түсіндіреді. Қарама-карсы спинді екі электрон бұлты жақындасқанда,олардың электрон бұлттары бір-біріне тартылып,кабысады немесе бүркеседі.Атомдық орбитальда бір атомның ядросын айналып жүрген электрон бүлттары қабысқаннан кейін ортақ молекулалық орбиталь түзеді.Кеңістікте атомдар ядроларының арасында теріс зарядтардың тығыздығы жоғары аймақ түзіледі,ол оң зарядты ядроларды тартып алуды жақсартады. Жүйенің жалпы энергиясы кеміп,химиялық байланыс түзіледі.Коваленттік байланыстар иондық байланыстардан мықтырақ және электролит еместерге тән. Байланыстың ерекшелігі оның бағытталғыштығы мен полярлануы.

Координациялық байланыс

   Бұл байланыс бір ғана атомға тиісті электрон жұбын екі атомға ортақтастыру арқылы  түзілген коваленттік байланыс.Мысалы:аммиактың қышқылмен әрекеттесуі кезінде кышқыл протонының аммиак молекуласына байланысуы тек қана азот атомындағы бөлінбеген электрон жұбы арқылы жүреді.Түзілген аммоний ионында төрт коваленттік байланыс әрқалай түзілгенмен, бірдей болады.Алғашқы үшеуі жоғарғыда қарастырылғандай түзілетін коваленттік байланыстар,ал төртінші жұп тек азот атомынікі. Осы соңғы коваленттік байланыс координациялық немесе донарлы-акцепторлы   деп аталады (Қарастырылып отырған мысалда азот атомы электрон-донар,ал азотқа байланысатын протон --акцептор).Бөлінбеген электрон жұбы бар кез-келген атом электрон донор бола алады.Оларға,мысалы,О,S,Р,СІ және т.б жатады. Координациялық байланыстар комплексті қослыстарға ерекше тән. Олар жай ковалентті байланыстардан тұрақсыз,сондықтан,мысалы аммоний ионы сутек ионын бөліп жіберіп тез диссоциаланады да аммиакқа айналады.Координациялық байланыстардың бір түрі - семиполярлы байланыс. Мұндай байланыс бор фтор үш пен аммиак әрекеттескенде түзіледі.Пайда болған қосылыста коваленттік координациялық байланыс аммиактағы азот атомының электрон жұбының арқасында түзіледі.Сөйтіп, семиполярлы (жартылай полярлы) байланыс ковалентті жөне электровалентгі байланыстардың қосындысы немесе өте күшті полярланған коваленттік байланыс болып табылады.