Донорно-акцепторная связь

Ковалентная связь, образующаяся по донорно-акцепторному механизму, то есть за счет пары электронов одного из атомов, называется дoнорно-акцeпторной.

Например, такая связь образуется между атомом азота в молекуле метиламина CH₃NH₂ и протоном H⁺ кислоты HCl:

Атом азота отдает свою электронную пару для образования связи и выступает в роли донора, а протон H⁺ предоставляет вакантную орбиталь, играя роль акцептора. Атом-донор при этом приобретает положительный заряд.

Донорно-акцепторная связь отличается только способом образования; по свойствам она одинакова с другими ковалентными связями между аналогичными атомами.

Другой пример – протонирование спиртов ROH при действии минеральных кислот, например, серной кислоты: H₂SO₄

H⁺ + HSO₄^–
Протонирование спирта

В этом случае донором является атом кислорода за счет одной из своих неподеленных электронных пар, а акцептором – протон кислоты:

Разновидностью донорно-акцепторной связи является семиполярная связь
Сeмипoлярная связь образуется при взаимодействии атома-донора пары электронов и атома-акцептора, не имеющих формальных зарядов. При этом на атоме-доноре возникает положительный заряд, а на атоме-акцепторе, предоставившем вакантную орбиталь, – отрицательный.
Например, семиполярная связь O—Al образуется при реакции диметилового эфира (CH₃)₂O с хлоридом алюминия:

Атом кислорода в молекуле диметилового эфира (CH₃)₂O отдает свою неподеленную пару электронов для образования связи с атомом алюминия, имеющим во внешнем слое только 6 электронов и готовым его дополнить до 8 в соответствии с правилом октета. В результате на атоме кислорода появляется положительный заряд, а на атоме алюминия – отрицательный. Противоположные по знаку заряды на ковалентно-связанных атомах вызывают их дополнительное электростатическое притяжение (ионную связь).
К семиполярным связям относится также связь азот-кислород в нитрогруппе NO₂, входящей в состав азотной кислоты HO–NO₂, ее солей и эфиров, а также нитросоединений R–NO₂:

В приведенных формулах нитросоединения связи азота с кислородом неравноценны. Однако, как показывают результаты физических исследований, эти связи энергетически совершенно одинаковы. Следовательно, электронная пара, обусловливающая отрицательный заряд, не сосредоточена целиком на каком-либо одном кислородном атоме, а несколько смещена к азоту при одновременном смещении от азота ко второму кислородному атому подвижной π-электронной пары двойной связи. В результате выравнивания электронной плотности в нитрогруппе формальный отрицательный заряд (-1) распределяется поровну (-1/2) между обоими атоми кислорода: