Кроме изложенного в предыдущем разделе гомогенного механизма образования ковалентной связи, существует гетерогенный механизм — взаимодействие разноименно заряженных ионов — протона H+ и отрицательного иона водорода H-, называемого гидрид-ионом:
H+ + H- → H2
При сближении ионов двухэлектронное облако (электронная пара) гидрид-иона притягивается к протону и в конечном счёте становится общим для обоих ядер водорода, то есть превращается в связывающую электронную пару. Частица, поставляющая электронную пару, называется донором, а частица, принимающая эту электронную пару, называется акцептором. Такой механизм образования ковалентной связи называется донорно-акцепторным.
Распределение электронной плотности между ядрами в молекуле водорода одно и то же, независимо от механизма образования, поэтому называть химическую связь, полученную по донорно-акцепторному механизму, донорно-акцепторной связью не корректно.
В качестве донора электронной пары, кроме гидрид-иона, выступают соединения элементов главных подгрупп V—VII групп периодической системы элементов в низшей степени окисления элемента. Так, ещё Йоханнес Брёнстед установил, что протон не существует в растворе в свободном виде, в воде он образует катион оксония:
H+ + H2O → H3O+
Протон атакует неподелённую электронную пару молекулы воды и образует устойчивый катион, существующий в водных растворах кислот.
Аналогично происходит присоединение протона к молекуле аммиака с образованием комплексного катиона аммония:
NH3 + H+ → NH4+
Таким путём (по донорно-акцепторному механизму образования ковалентной связи) получают большой класс ониевых соединений, в состав которого входят аммониевые, оксониевые, фосфониевые, сульфониевые и другие соединения.
В качестве донора электронной пары может выступать молекула водорода, которая при контакте с протоном приводит к образованию молекулярного иона водорода H3+:
H2 + H+ → H3+
Связывающая электронная пара молекулярного иона водорода H3+ принадлежит одновременно трём протонам.
Химическая связь | Связываемые атомы | Характер элементов | Процесс в электронной оболочке | Образующиеся частицы | Кристаллическая решетка | Характер вещества | Примеры |
Ионная | Атом металла и атом неметалла | Электроположительный и электро отрицательный | Переход валентных электронов | Положительные и отрицательные ионы | Ионная | Солеобразный | NaCl CaO NaOH |
Ковалентная | Атомы неметаллов (реже-атомы металлов) | Электроотрицательный реже электроположительный | Образование общих электронных пар, заполнение молекулярных орбиталей | Молекулы | Молекулярная | Летучий или нелетучий | Br2 CO2 C6H6 |
--------- | Атомная | Алмазоподоб ный | Алмаз Si SiC | ||||
Металличес кая | Атомы металлов | Электроположительный | Отдача валентных электронов | Положительные ионы и электронный газ | Металлическая | Металлическая | Металлы и сплавы |
Таблица.Типы химической связи и их основные отличительные признаки.