Энергия связи — это энергия, необходимая для разры­ва химической связи во всех молекулах, составляющих один моль вещества. Энергии ковалентных и ионных связей обыч­но велики и составляют 100 - 800 кДж/моль. Помимо связей внутри молекул существуют также меж­молекулярные взаимодействия, например в комплексных со­единениях. В них связь между молекулами может осуществ­ляться как электростатическим, так и донорно-акцепторным взаимодействием.

Общепризнанного определения понятия «комплексное соединение» нет. Это связано с разнообразием комплексных соединений и их характерных свойств. Тем не менее часто можно встретить приведенное ниже определение. Комплексные соединения — сложные вещества, в которых можно выделить центральный атом (комплексообразователь) и связанные с ним молекулы и ионы — лиганды.

Центральный атом и лиганды образуют комплекс (внутреннюю сферу), кo торый при записи формулы комплексного соединения заключа­ют в квадратные скобки. Число лигандов во внутренней сфере называется координационным числом. Молекулы и ионы, ок­ружающие комплекс, образуют внешнюю сферу. Само название водородного типа связи подчеркивает, что в ее образовании принимает участие атом водорода.

Во­дородные связи могут образовываться в тех случаях, когда атом водорода связан с электроотрицательным атомом, кото­рый смещает на себя электронное облако, создавая тем са­мым положительный заряд d + на водороде. Водородная связь — связь между положительно заряжен­ным атомом водорода одной молекулы и отрицательно заря­женным атомом другой молекулы.

Водородная связь имеет частично электростатический, частично донорно-акцепторный характер. Примером может служить образование водородной связи между двумя молекулами воды. Связи О—Н в Н20 име­ют заметный полярный характер с избытком отрицательного заряда на атоме кислорода. Атом водорода, наоборот, приоб­ретает небольшой положительный заряд и может взаимодей­ствовать с неподеленными парами электронов атома кислоро­да соседней молекулы воды.

'Вода служит примером распространенной водородной свя­зи, в то же время она является необыкновенным химическим веществом. Даже в Библии она особо выделена. В книге Бы­тия сказано: «Дух Божий носился над водою» (1,2). Это одно из немногих соединений, которое не подчиняется обычным законам химии и физики. В отличие от большинства веществ, сжимающихся при замерзании, вода расширяется, образуя лед.

В этом твердом состоянии она легче воды, что весьма важно для всех водных форм жизни, т. к. лед предохраняет водоемы от промерзания в зимнее время. Вода играет важ­ную роль в регулировании температуры на земле. Она является необходимой составной частью всех организмов. Из всех из­вестных жидкостей вода является лучшим растворителем. Свойства воды являются наиболее ярким выражением ант-ропного принципа, заложенного в мироздании Творцом.

Одна­ко целесообразность каждого из химических веществ и дру­гие особенности протекания химических процессов также указывают на Творца.         Некоторые особенности энергетики химических превращений Говоря об энергии связи в химических соединениях мы затронули вопросы движения составляющих их частиц и про­странственного расположения (строения).

Это естественно, потому что состав, энергии связи и строение химических ве­ществ связаны между собой так же тесно как категории мате­рии, энергии и пространства. Особенно очевидна эта связь в кристаллах. Часто процесс роста кристаллов приводится как пример самопроизвольного процесса, приводящий к получению вещества более сложной структуры. Однако сторонники по­добного взгляда пренебрегают анализом энергетического со­стояния системы.

Образование кристаллов чаще всего связа­но с образованием энергетически более выгодной структуры или требует затрат энергии для реализации процесса. Во многих случаях с помощью термохимических расче­тов можно оценить принципиальную энергетическую возмож­ность, а также рассчитать затраты энергии для осуществления того или иного химического превращения.

Подобные расчеты возможны на основании закона Гесса, являющегося следстви­ем первого закона термодинамики. В соответствии с этим за­коном: тепловой эффект завысит только от вида (приро­ды) и состояния исходных веществ и конечных продуктов, но не зависит от пути процесса, т. е. от числа и характе­ра промежуточных стадий. Тепловой эффект химической реакции равен разности суммы теплот образования продуктов реакции и суммы теплот образования исходных веществ.

Расчет теплового эффекта реакции является реальной задачей, поскольку теплоты образования многих соединений известны. Химическая термодинамика описывает равновесные со­стояния систем. В реальных же условиях мы обычно наблю­даем системы в динамике, в неравновесном состоянии, под­верженном влиянию многочисленных факторов из­вне. При этом наблюдаемые нами изменения процессов во времени и под влиянием различных факторов, которые опре­деляются законами химии, являют собой пример замечатель­ной скоординированности всех явлений.

Например, изменения, происходящие в системе в результате внешних воздействий, определяются принципом подвижного равновесия — принци­пом Ле Шателье: Внешнее воздействие на систему, на­ходящуюся в состоянии равновесия, приводит к смеще­нию этого равновесия в направлении, при котором эф­фект произведенного воздействия ослабляется. Внешнее воздействие на систему изменяет соотношение между ско­ростями прямого и обратного процесса, благоприятствуя тому из них, который противодействует внешнему влиянию.

Прин­цип Ле Шателье универсален, так как применим не только к химическим процессам, но и к физическим, таким, как плав­ление, кипение и т. д. Применительно к трем основным ти­пам внешнего воздействия — изменению концентрации, дав­ления и температуры — принцип Ле Шателье трактуется сле­дующим образом: При увеличении концентрации одного из реагирующих веществ равновесие смещается в сто­рону расхода этого вещества, при уменьшении концент­рации равновесие смещается в сторону образования это­го вещества.