Какую химическую связь называют ковалентной? чем можно объяснить направленность ковалентной связи? как метод валентных связей (вс) объясняет строение молекулы воды?

Определение ковалентной связи Ковалентная связь — это химическая связь, возникающая между атомами за счет образования общих электронных пар. Она характерна для взаимодействий между атомами неметаллов с близкими значениями электроотрицательности. Согласно квантово-механическим представлениям, такая связь образуется при перекрывании атомных орбиталей (АО), в результате чего плотность электронного облака в межъядерном пространстве увеличивается, что приводит к притяжению положительно заряженных ядер друг к другу. Направленность ковалентной связи Направленность связи объясняется тем, что атомные орбитали (кроме $s$-орбиталей) имеют определенную форму и ориентацию в пространстве.

• Причина: Максимальное перекрывание электронных облаков происходит в определенных направлениях, обеспечивая наибольшую прочность связи и минимальную энергию системы.
• Следствие: Именно направленность связи обуславливает геометрическую структуру молекул (линейную, угловую, пирамидальную и т.д.).

Углы между связями зависят от того, какие именно орбитали ( $p,d,f$ или гибридные) участвуют в их формировании. Строение молекулы воды ( $H_{2}O$) с позиции метода валентных связей (ВС) Метод ВС объясняет геометрию молекулы воды через концепцию гибридизации атомных орбиталей центрального атома кислорода. 1. Электронная конфигурация кислорода Атом кислорода ( $Z=8$) в основном состоянии имеет следующую конфигурацию внешнего слоя: $2s^{2}2p^4$. На $p$-подуровне находятся две неспаренные орбитали и одна заполненная пара электронов. 2. Гибридизация Для достижения наиболее устойчивого состояния одна $2s$-орбиталь и три $2p$-орбитали кислорода подвергаются $s{p}^3$-гибридизации. В результате образуются четыре равноценные гибридные орбитали, направленные к вершинам тетраэдра. Распределение электронов кислорода по этим четырем орбиталям:

• На двух орбиталях располагаются неподеленные электронные пары (НЭП).
• На двух других орбиталях находится по одному неспаренному электрону.

3. Образование связей Две гибридные орбитали кислорода с неспаренными электронами перекрываются с $1s$-орбиталями двух атомов водорода. Так образуются две $\sigma$-связи $O-H$. 4. Геометрия и валентный угол В идеальном тетраэдре угол составляет $109,5^{\circ }$. Однако в молекуле воды присутствуют две неподеленные электронные пары кислорода. Согласно теории отталкивания электронных пар:

• Неподеленные пары занимают больший объем и сильнее отталкивают связывающие электронные пары $O-H$. Это приводит к сжатию угла между связями.

В результате молекула воды имеет угловое строение, а валентный угол $H-O-H$ составляет примерно 104,5°.

Я могу составить таблицу сравнения свойств ковалентной связи (полярность, кратность, энергия) для различных молекул или подробнее разобрать механизмы образования связей (обменный и донорно-акцепторный).