Ковалентные связи - это химические связи между двумя атомами неметалла. Примером является вода, где водород (H) и кислород (O) связи вместе, чтобы сделать (H2O). Полная внешняя оболочка обычно имеет восемь электронов, или два в случае водорода или гелия. Валансные электроны - это электроны, относительно свободно удерживаемые во внешней оболочке атома. Структура электронных оболочек определяется квантовой механикой).
Количество электронов в атоме определяется количеством протонов в атоме. Электроны вращаются вокруг атомных ядер, и они подобны нечетким орбитальным путям вокруг атомного ядра. Первый слой имеет до двух электронов. Последующие слои обычно содержат до восьми. Ковалентные связи образуются атомами, разделяющими валентные электроны.
Если, например, в атоме было девять электронов, то первые два орбиты очень близко к ядру, а следующие семь - чуть дальше. Внешние семь электронов удерживаются менее плотно, чем внутренние два электрона, потому что они находятся дальше от положительно заряженного ядра. Если этот атом приблизится к другому атому с свободно удерживаемым электроном во внешней оболочке, то для свободно удерживаемого электрона станет доступной новая орбита. Эта новая электронная орбита привязана к обоим атомным ядрам и имеет более низкий энергетический уровень, чем первоначальная электронная орбита. Электрон может спонтанно перепрыгнуть на нее и испустить фотон с избыточной энергией. Теперь у нас есть электрон, орбитальный как для обоих атомов, что приводит к атому, который обеспечил электрону малый нетто-положительный заряд, так и для другого атома с малым нетто-отрицательным зарядом. Теперь оба атома удерживаются вместе электромагнитной силой притяжения между положительным и отрицательным зарядами. Это называется ковалентной связью. Чтобы разорвать эту связь, требуется то же количество энергии, которое было высвобождено при ее формировании.
Молекула воды состоит из одного атома кислорода и двух атомов водорода, удерживаемых вместе ковалентной связью. В этом случае атом кислорода разделяет один электрон с каждым атомом водорода. Это означает, что атомы кислорода имеют малый нетто-положительный заряд, а атом водорода имеет малый нетто-отрицательный заряд. В результате этого атомы кислорода и водорода притягиваются друг к другу под действием электромагнитной силы. Поэтому молекула воды является полярной молекулой: ее заряд распределен неравномерно.
