Χαρακτηριστικά των χημικών δεσμών
Το δόγμα του χημικού δεσμού είναι η βάση όλης της θεωρητικής χημείας. Ένας χημικός δεσμός είναι μια τέτοια αλληλεπίδραση ατόμων που τα δεσμεύει σε μόρια, ιόντα, ρίζες, κρυστάλλους. Υπάρχουν τέσσερις τύποι χημικών δεσμών: ιοντικό, ομοιοπολικό, μεταλλικό και υδρογόνο. Διαφορετικοί τύποι δεσμών μπορούν να περιέχονται στις ίδιες ουσίες.
1. Στις βάσεις: μεταξύ των ατόμων οξυγόνου και υδρογόνου στις υδροξοομάδες, ο δεσμός είναι πολικός ομοιοπολικός και μεταξύ του μετάλλου και της υδροξοομάδας είναι ιοντικός.
2. Σε άλατα οξέων που περιέχουν οξυγόνο: μεταξύ του ατόμου μη μετάλλου και του οξυγόνου του υπολείμματος οξέος - ομοιοπολικό πολικό, και μεταξύ του μετάλλου και του υπολείμματος οξέος - ιοντικό.
3. Σε άλατα αμμωνίου, μεθυλαμμωνίου κ.λπ., μεταξύ ατόμων αζώτου και υδρογόνου - ομοιοπολικά πολικά, και μεταξύ ιόντων αμμωνίου ή μεθυλαμμωνίου και του υπολείμματος οξέος - ιοντικό.
4. Στα υπεροξείδια μετάλλων (για παράδειγμα, Na 2 O 2), ο δεσμός μεταξύ των ατόμων οξυγόνου είναι ομοιοπολικός μη πολικός και μεταξύ του μετάλλου και του οξυγόνου είναι ιοντικός κ.λπ.
Ο λόγος για την ενότητα όλων των τύπων και ειδών χημικών δεσμών είναι η πανομοιότυπη χημική φύση τους - η αλληλεπίδραση ηλεκτρονίου-πυρηνικής. Ο σχηματισμός ενός χημικού δεσμού σε κάθε περίπτωση είναι το αποτέλεσμα μιας αλληλεπίδρασης ηλεκτρονίων-πυρηνικών ατόμων, που συνοδεύεται από την απελευθέρωση ενέργειας.
Μέθοδοι σχηματισμού ομοιοπολικού δεσμού
ομοιοπολικός χημικός δεσμός- αυτός είναι ένας δεσμός που εμφανίζεται μεταξύ των ατόμων λόγω του σχηματισμού κοινών ζευγών ηλεκτρονίων.
Οι ομοιοπολικές ενώσεις είναι συνήθως αέρια, υγρά ή στερεά σχετικά χαμηλής τήξης. Μία από τις σπάνιες εξαιρέσεις είναι το διαμάντι, το οποίο λιώνει πάνω από 3.500°C. Αυτό οφείλεται στη δομή του διαμαντιού, το οποίο είναι ένα συνεχές πλέγμα ομοιοπολικά συνδεδεμένων ατόμων άνθρακα, και όχι μια συλλογή μεμονωμένων μορίων. Στην πραγματικότητα, κάθε κρύσταλλος διαμαντιού, ανεξάρτητα από το μέγεθός του, είναι ένα τεράστιο μόριο.
Ένας ομοιοπολικός δεσμός προκύπτει όταν τα ηλεκτρόνια δύο ατόμων μη μετάλλου ενώνονται μεταξύ τους. Η δομή που προκύπτει ονομάζεται μόριο.
Ο μηχανισμός σχηματισμού ενός τέτοιου δεσμού μπορεί να είναι ανταλλαγή και δότης-δέκτης.
Στις περισσότερες περιπτώσεις, δύο άτομα με ομοιοπολικό δεσμό έχουν διαφορετική ηλεκτραρνητικότητα και τα κοινά ηλεκτρόνια δεν ανήκουν εξίσου στα δύο άτομα. Τις περισσότερες φορές είναι πιο κοντά σε ένα άτομο παρά σε ένα άλλο. Σε ένα μόριο υδροχλωρίου, για παράδειγμα, τα ηλεκτρόνια που σχηματίζουν έναν ομοιοπολικό δεσμό βρίσκονται πιο κοντά στο άτομο του χλωρίου, αφού η ηλεκτραρνητικότητα του είναι υψηλότερη από αυτή του υδρογόνου. Ωστόσο, η διαφορά στην ικανότητα έλξης ηλεκτρονίων δεν είναι τόσο μεγάλη ώστε να υπάρχει πλήρης μεταφορά ενός ηλεκτρονίου από ένα άτομο υδρογόνου σε ένα άτομο χλωρίου. Επομένως, ο δεσμός μεταξύ ατόμων υδρογόνου και χλωρίου μπορεί να θεωρηθεί ως διασταύρωση μεταξύ ενός ιοντικού δεσμού (πλήρης μεταφορά ηλεκτρονίων) και ενός μη πολικού ομοιοπολικού δεσμού (συμμετρική διάταξη ενός ζεύγους ηλεκτρονίων μεταξύ δύο ατόμων). Το μερικό φορτίο των ατόμων συμβολίζεται με το ελληνικό γράμμα δ. Ένας τέτοιος δεσμός ονομάζεται πολικός ομοιοπολικός δεσμός και το μόριο υδροχλωρίου λέγεται ότι είναι πολικό, δηλαδή έχει ένα θετικά φορτισμένο άκρο (άτομο υδρογόνου) και ένα αρνητικά φορτισμένο άκρο (άτομο χλωρίου).
1. Ο μηχανισμός ανταλλαγής λειτουργεί όταν τα άτομα σχηματίζουν κοινά ζεύγη ηλεκτρονίων συνδυάζοντας ασύζευκτα ηλεκτρόνια.
1) Η2 - υδρογόνο.
Ο δεσμός προκύπτει λόγω του σχηματισμού ενός κοινού ζεύγους ηλεκτρονίων από s-ηλεκτρόνια ατόμων υδρογόνου (επικάλυψη s-τροχιακών).
2) HCl - υδροχλώριο.
Ο δεσμός προκύπτει λόγω του σχηματισμού ενός κοινού ζεύγους ηλεκτρονίων s- και p-ηλεκτρονίων (επικαλυπτόμενα s-p-τροχιακά).
3) Cl 2: Στο μόριο του χλωρίου, σχηματίζεται ομοιοπολικός δεσμός λόγω μη ζευγαρωμένων p-ηλεκτρονίων (επικαλυπτόμενα p-p-τροχιακά).
4) N 2: Στο μόριο του αζώτου, σχηματίζονται τρία κοινά ζεύγη ηλεκτρονίων μεταξύ των ατόμων.
Μηχανισμός δότη-δέκτη σχηματισμού ομοιοπολικού δεσμού
Δότηςέχει ένα ζεύγος ηλεκτρονίων αποδέκτης- ένα ελεύθερο τροχιακό που μπορεί να καταλάβει αυτό το ζεύγος. Στο ιόν αμμωνίου, και οι τέσσερις δεσμοί με άτομα υδρογόνου είναι ομοιοπολικοί: τρεις σχηματίστηκαν λόγω της δημιουργίας κοινών ζευγών ηλεκτρονίων από το άτομο αζώτου και ατόμων υδρογόνου από τον μηχανισμό ανταλλαγής, ένας - από τον μηχανισμό δότη-δέκτη. Οι ομοιοπολικοί δεσμοί ταξινομούνται ανάλογα με τον τρόπο επικάλυψης των τροχιακών ηλεκτρονίων, καθώς και με τη μετατόπισή τους σε ένα από τα συνδεδεμένα άτομα. Οι χημικοί δεσμοί που σχηματίζονται ως αποτέλεσμα της επικάλυψης τροχιακών ηλεκτρονίων κατά μήκος μιας γραμμής δεσμού ονομάζονται σ - συνδέσεις(ομόλογα sigma). Ο δεσμός σίγμα είναι πολύ ισχυρός.
Τα ρ-τροχιακά μπορούν να επικαλύπτονται σε δύο περιοχές, σχηματίζοντας έναν ομοιοπολικό δεσμό λόγω της πλευρικής επικάλυψης.
Οι χημικοί δεσμοί που σχηματίζονται ως αποτέλεσμα της «πλευρικής» επικάλυψης τροχιακών ηλεκτρονίων έξω από τη γραμμή επικοινωνίας, δηλαδή σε δύο περιοχές, ονομάζονται δεσμοί π.
Σύμφωνα με το βαθμό μετατόπισης των κοινών ζευγών ηλεκτρονίων σε ένα από τα άτομα που συνδέονται με αυτά, ένας ομοιοπολικός δεσμός μπορεί να είναι πολικός και μη πολικός. Ένας ομοιοπολικός χημικός δεσμός που σχηματίζεται μεταξύ ατόμων με την ίδια ηλεκτραρνητικότητα ονομάζεται μη πολικός. Τα ζεύγη ηλεκτρονίων δεν μετατοπίζονται σε κανένα από τα άτομα, καθώς τα άτομα έχουν την ίδια ηλεκτραρνητικότητα - την ιδιότητα να προσελκύουν ηλεκτρόνια σθένους από άλλα άτομα προς τον εαυτό τους. Για παράδειγμα,
δηλ., μόρια απλών μη μεταλλικών ουσιών σχηματίζονται μέσω ενός ομοιοπολικού μη πολικού δεσμού. Ένας ομοιοπολικός χημικός δεσμός μεταξύ ατόμων στοιχείων των οποίων η ηλεκτραρνητικότητα διαφέρει ονομάζεται πολικός.
Για παράδειγμα, το NH 3 είναι αμμωνία. Το άζωτο είναι ένα πιο ηλεκτραρνητικό στοιχείο από το υδρογόνο, επομένως τα κοινά ζεύγη ηλεκτρονίων μετατοπίζονται προς το άτομό του.
Χαρακτηριστικά ενός ομοιοπολικού δεσμού: μήκος και ενέργεια δεσμού
Οι χαρακτηριστικές ιδιότητες ενός ομοιοπολικού δεσμού είναι το μήκος και η ενέργειά του. Το μήκος του δεσμού είναι η απόσταση μεταξύ των πυρήνων των ατόμων. Ένας χημικός δεσμός είναι ισχυρότερος όσο μικρότερο είναι το μήκος του. Ωστόσο, ένα μέτρο της αντοχής του δεσμού είναι η ενέργεια του δεσμού, η οποία καθορίζεται από την ποσότητα ενέργειας που απαιτείται για τη διάσπαση του δεσμού. Συνήθως μετριέται σε kJ/mol. Έτσι, σύμφωνα με πειραματικά δεδομένα, τα μήκη δεσμού των μορίων H 2 , Cl 2 και N 2 είναι 0,074, 0,198 και 0,109 nm, αντίστοιχα, και οι ενέργειες δέσμευσης είναι 436, 242 και 946 kJ/mol, αντίστοιχα.
Ιόντα. Ιοντικός δεσμός
Υπάρχουν δύο κύριες δυνατότητες για ένα άτομο να υπακούσει στον κανόνα της οκτάδας. Το πρώτο από αυτά είναι ο σχηματισμός ενός ιοντικού δεσμού. (Το δεύτερο είναι ο σχηματισμός ομοιοπολικού δεσμού, ο οποίος θα συζητηθεί παρακάτω). Όταν σχηματίζεται ένας ιοντικός δεσμός, ένα άτομο μετάλλου χάνει ηλεκτρόνια και ένα άτομο μη μετάλλου κερδίζει.
Φανταστείτε ότι δύο άτομα «συναντιούνται»: ένα άτομο μετάλλου της ομάδας I και ένα άτομο μη μετάλλου της ομάδας VII. Ένα άτομο μετάλλου έχει ένα μόνο ηλεκτρόνιο στο εξωτερικό ενεργειακό του επίπεδο, ενώ ένα μη μεταλλικό άτομο δεν έχει μόνο ένα ηλεκτρόνιο για να ολοκληρώσει το εξωτερικό του επίπεδο. Το πρώτο άτομο θα δώσει εύκολα στο δεύτερο το ηλεκτρόνιό του, το οποίο είναι μακριά από τον πυρήνα και είναι ασθενώς συνδεδεμένο με αυτόν, και το δεύτερο θα του δώσει μια ελεύθερη θέση στο εξωτερικό του ηλεκτρονικό επίπεδο. Τότε ένα άτομο, που στερείται ένα από τα αρνητικά του φορτία, θα γίνει θετικά φορτισμένο σωματίδιο και το δεύτερο θα μετατραπεί σε αρνητικά φορτισμένο σωματίδιο λόγω του λαμβανόμενου ηλεκτρονίου. Τέτοια σωματίδια ονομάζονται ιόντα.
Αυτός είναι ένας χημικός δεσμός που εμφανίζεται μεταξύ ιόντων. Οι αριθμοί που δείχνουν τον αριθμό των ατόμων ή των μορίων ονομάζονται συντελεστές και οι αριθμοί που δείχνουν τον αριθμό των ατόμων ή ιόντων σε ένα μόριο ονομάζονται δείκτες.
μεταλλική σύνδεση
Τα μέταλλα έχουν συγκεκριμένες ιδιότητες που διαφέρουν από αυτές άλλων ουσιών. Τέτοιες ιδιότητες είναι τα σχετικά υψηλά σημεία τήξης, η ικανότητα ανάκλασης του φωτός και η υψηλή θερμική και ηλεκτρική αγωγιμότητα. Τα χαρακτηριστικά αυτά οφείλονται στην ύπαρξη στα μέταλλα ενός ειδικού τύπου δεσμού - μεταλλικού δεσμού.
Μεταλλικός δεσμός - ένας δεσμός μεταξύ θετικών ιόντων σε μεταλλικούς κρυστάλλους, που πραγματοποιείται λόγω της έλξης ηλεκτρονίων που κινούνται ελεύθερα μέσα από τον κρύσταλλο. Τα άτομα των περισσότερων μετάλλων στο εξωτερικό επίπεδο περιέχουν μικρό αριθμό ηλεκτρονίων - 1, 2, 3. Αυτά τα ηλεκτρόνια σπάνε εύκολακαι τα άτομα μετατρέπονται σε θετικά ιόντα. Τα αποσπασμένα ηλεκτρόνια μετακινούνται από το ένα ιόν στο άλλο, δεσμεύοντάς τα σε ένα ενιαίο σύνολο. Συνδέοντας με ιόντα, αυτά τα ηλεκτρόνια σχηματίζουν προσωρινά άτομα, μετά αποσπώνται ξανά και συνδυάζονται με ένα άλλο ιόν, κ.λπ. Μια διαδικασία λαμβάνει χώρα ατελείωτα, η οποία μπορεί να απεικονιστεί σχηματικά ως εξής:
Κατά συνέπεια, στον όγκο ενός μετάλλου, τα άτομα μετατρέπονται συνεχώς σε ιόντα και αντίστροφα. Ο δεσμός σε μέταλλα μεταξύ ιόντων μέσω κοινωνικοποιημένων ηλεκτρονίων ονομάζεται μεταλλικός. Ο μεταλλικός δεσμός έχει κάποιες ομοιότητες με τον ομοιοπολικό δεσμό, αφού βασίζεται στην κοινωνικοποίηση εξωτερικών ηλεκτρονίων. Ωστόσο, σε έναν ομοιοπολικό δεσμό, τα εξωτερικά ασύζευκτα ηλεκτρόνια μόνο δύο γειτονικών ατόμων κοινωνικοποιούνται, ενώ σε έναν μεταλλικό δεσμό, όλα τα άτομα συμμετέχουν στην κοινωνικοποίηση αυτών των ηλεκτρονίων. Γι' αυτό οι κρύσταλλοι με ομοιοπολικό δεσμό είναι εύθραυστοι, ενώ αυτοί με μεταλλικό δεσμό είναι κατά κανόνα πλαστικοί, ηλεκτρικά αγώγιμοι και έχουν μεταλλική γυαλάδα.
Ο μεταλλικός δεσμός είναι χαρακτηριστικός τόσο για τα καθαρά μέταλλα όσο και για τα μείγματα διαφόρων μετάλλων - κραμάτων που βρίσκονται σε στερεή και υγρή κατάσταση. Ωστόσο, στην κατάσταση ατμού, τα άτομα μετάλλου συνδέονται μεταξύ τους με έναν ομοιοπολικό δεσμό (για παράδειγμα, ατμός νατρίου χρησιμοποιείται για να γεμίσει λαμπτήρες κίτρινου φωτός για να φωτίσει τους δρόμους των μεγάλων πόλεων). Τα ζεύγη μετάλλων αποτελούνται από μεμονωμένα μόρια (μονατομικά και διατομικά).
Ένας μεταλλικός δεσμός διαφέρει από έναν ομοιοπολικό δεσμό και σε ισχύ: η ενέργειά του είναι 3-4 φορές μικρότερη από την ενέργεια ενός ομοιοπολικού δεσμού.
Ενέργεια δεσμού - η ενέργεια που απαιτείται για τη διάσπαση ενός χημικού δεσμού σε όλα τα μόρια που αποτελούν ένα mole μιας ουσίας. Οι ενέργειες των ομοιοπολικών και ιοντικών δεσμών είναι συνήθως υψηλές και είναι της τάξης των 100-800 kJ/mol.
δεσμός υδρογόνου
χημικός δεσμός μεταξύ θετικά πολωμένα άτομα υδρογόνου ενός μορίου(ή μέρη αυτού) και αρνητικά πολωμένα άτομα ισχυρά ηλεκτραρνητικών στοιχείωνέχοντας προικισμένα ζεύγη ηλεκτρονίων (F, O, N και σπανιότερα S και Cl), ένα άλλο μόριο (ή μέρη του) ονομάζεται υδρογόνο. Ο μηχανισμός σχηματισμού δεσμού υδρογόνου είναι εν μέρει ηλεκτροστατικός, εν μέρει χαρακτήρας onor-acceptor.
Παραδείγματα διαμοριακών δεσμών υδρογόνου:
Με την παρουσία ενός τέτοιου δεσμού, ακόμη και ουσίες χαμηλού μοριακού βάρους μπορεί υπό κανονικές συνθήκες να είναι υγρά (οινόπνευμα, νερό) ή αέρια που υγροποιούνται εύκολα (αμμωνία, υδροφθόριο). Στα βιοπολυμερή - πρωτεΐνες (δευτερεύουσα δομή) - υπάρχει ένας ενδομοριακός δεσμός υδρογόνου μεταξύ του καρβονυλικού οξυγόνου και του υδρογόνου της αμινομάδας:
Τα μόρια πολυνουκλεοτιδίων - DNA (δεοξυριβονουκλεϊκό οξύ) - είναι διπλές έλικες στις οποίες δύο αλυσίδες νουκλεοτιδίων συνδέονται μεταξύ τους με δεσμούς υδρογόνου. Σε αυτή την περίπτωση, λειτουργεί η αρχή της συμπληρωματικότητας, δηλαδή, αυτοί οι δεσμοί σχηματίζονται μεταξύ ορισμένων ζευγών που αποτελούνται από βάσεις πουρίνης και πυριμιδίνης: η θυμίνη (Τ) βρίσκεται έναντι του νουκλεοτιδίου αδενίνης (Α) και η κυτοσίνη (C) βρίσκεται έναντι της γουανίνης. (ΣΟΛ).
Οι ουσίες με δεσμό υδρογόνου έχουν μοριακά κρυσταλλικά πλέγματα.
5) στα s-στοιχεία
6) σε p- στοιχεία
7) σε δ- στοιχεία
8) έως f - στοιχεία
2. Πόσα ηλεκτρόνια περιέχουν τα άτομα μετάλλου αλκαλικής γαίας στο εξωτερικό ενεργειακό επίπεδο
1) ένα 2) δύο 3) τρία 4) τέσσερα
3. Στις χημικές αντιδράσεις, τα άτομα αλουμινίου παρουσιάζουν
3) Οξειδωτικές ιδιότητες 2) Ιδιότητες οξέος
4) 3) αναγωγικές ιδιότητες 4) βασικές ιδιότητες
4. Η αλληλεπίδραση του ασβεστίου με το χλώριο αναφέρεται σε αντιδράσεις
1) Αποσυνθέσεις 2) ενώσεις 3) υποκαταστάσεις 4) ανταλλαγή
5. Το μοριακό βάρος του διττανθρακικού νατρίου είναι:
1) 84 2) 87 3) 85 4) 86
3. Ποιο άτομο είναι βαρύτερο - σίδηρος ή πυρίτιο - και πόσες φορές;4. Προσδιορίστε τα σχετικά μοριακά βάρη απλών ουσιών: υδρογόνο, οξυγόνο, χλώριο, χαλκός, διαμάντι (άνθρακας). Θυμηθείτε ποια από αυτά αποτελούνται από διατομικά μόρια και ποια από άτομα.
5. Υπολογίστε τα σχετικά μοριακά βάρη των παρακάτω ενώσεων διοξείδιο του άνθρακα CO2 θειικό οξύ H2SO4 ζάχαρη C12H22O11 αιθυλική αλκοόλη C2H6O CaCPO3 μάρμαρο
6. Στο υπεροξείδιο του υδρογόνου, υπάρχει ένα άτομο υδρογόνου ανά άτομο οξυγόνου. Προσδιορίστε τον τύπο του υπεροξειδίου του υδρογόνου εάν είναι γνωστό ότι το σχετικό μοριακό του βάρος είναι 34. Ποια είναι η αναλογία μάζας υδρογόνου και οξυγόνου σε αυτή την ένωση;
7. Πόσες φορές είναι βαρύτερο ένα μόριο διοξειδίου του άνθρακα από ένα μόριο οξυγόνου;
Παρακαλώ βοηθήστε, εργασία 8ης τάξης.
Εργασία αριθμός 1
Από την προτεινόμενη λίστα, επιλέξτε δύο ενώσεις στις οποίες υπάρχει ιοντικός χημικός δεσμός.
- 1. Ca(ClO 2) 2
- 2. HClO 3
- 3.NH4Cl
- 4. HClO 4
- 5.Cl2O7
Απάντηση: 13
Στη συντριπτική πλειονότητα των περιπτώσεων, η παρουσία ενός ιοντικού τύπου δεσμού σε μια ένωση μπορεί να προσδιοριστεί από το γεγονός ότι οι δομικές μονάδες της περιλαμβάνουν ταυτόχρονα άτομα ενός τυπικού μετάλλου και μη μεταλλικών ατόμων.
Σε αυτή τη βάση, διαπιστώνουμε ότι υπάρχει ιονικός δεσμός στην ένωση με αριθμό 1 - Ca(ClO 2) 2, επειδή στον τύπο του, μπορεί κανείς να δει άτομα ενός τυπικού μετάλλου ασβεστίου και άτομα μη μετάλλων - οξυγόνο και χλώριο.
Ωστόσο, δεν υπάρχουν άλλες ενώσεις που να περιέχουν τόσο μεταλλικά όσο και μη μεταλλικά άτομα σε αυτόν τον κατάλογο.
Μεταξύ των ενώσεων που υποδεικνύονται στην αντιστοίχιση υπάρχει το χλωριούχο αμμώνιο, στο οποίο ο ιοντικός δεσμός πραγματοποιείται μεταξύ του κατιόντος αμμωνίου NH 4 + και του ιόντος χλωρίου Cl − .
Εργασία αριθμός 2
Από την προτεινόμενη λίστα, επιλέξτε δύο ενώσεις στις οποίες ο τύπος του χημικού δεσμού είναι ο ίδιος όπως στο μόριο του φθορίου.
1) οξυγόνο
2) μονοξείδιο του αζώτου (II)
3) υδροβρώμιο
4) ιωδιούχο νάτριο
Σημειώστε τους αριθμούς των επιλεγμένων συνδέσεων στο πεδίο απάντησης.
Απάντηση: 15
Το μόριο φθορίου (F 2) αποτελείται από δύο άτομα ενός μη μεταλλικού χημικού στοιχείου, επομένως ο χημικός δεσμός σε αυτό το μόριο είναι ομοιοπολικός μη πολικός.
Ένας ομοιοπολικός μη πολικός δεσμός μπορεί να πραγματοποιηθεί μόνο μεταξύ ατόμων του ίδιου χημικού στοιχείου ενός μη μετάλλου.
Από τις προτεινόμενες επιλογές, μόνο το οξυγόνο και το διαμάντι έχουν ομοιοπολικό μη πολικό τύπο δεσμού. Το μόριο οξυγόνου είναι διατομικό, αποτελείται από άτομα ενός χημικού στοιχείου ενός μη μετάλλου. Το διαμάντι έχει ατομική δομή και στη δομή του κάθε άτομο άνθρακα, που είναι αμέταλλο, είναι συνδεδεμένο με 4 άλλα άτομα άνθρακα.
Το μονοξείδιο του αζώτου (II) είναι μια ουσία που αποτελείται από μόρια που σχηματίζονται από άτομα δύο διαφορετικών μη μετάλλων. Δεδομένου ότι η ηλεκτραρνητικότητα διαφορετικών ατόμων είναι πάντα διαφορετική, το κοινό ζεύγος ηλεκτρονίων στο μόριο μετατοπίζεται προς το πιο ηλεκτραρνητικό στοιχείο, στην περίπτωση αυτή το οξυγόνο. Έτσι, ο δεσμός στο μόριο του ΝΟ είναι ομοιοπολικός πολικός.
Το υδροβρώμιο αποτελείται επίσης από διατομικά μόρια που αποτελούνται από άτομα υδρογόνου και βρωμίου. Το κοινό ζεύγος ηλεκτρονίων που σχηματίζει τον δεσμό H-Br μετατοπίζεται στο πιο ηλεκτραρνητικό άτομο βρωμίου. Ο χημικός δεσμός στο μόριο HBr είναι επίσης ομοιοπολικός πολικός.
Το ιωδιούχο νάτριο είναι μια ιοντική ουσία που σχηματίζεται από ένα μεταλλικό κατιόν και ένα ανιόν ιωδίου. Ο δεσμός στο μόριο NaI σχηματίζεται λόγω της μεταφοράς ενός ηλεκτρονίου από το 3 μικρό- τροχιακά του ατόμου νατρίου (το άτομο νατρίου μετατρέπεται σε κατιόν) σε ένα υπογεμισμένο 5 Π-τροχιακό του ατόμου ιωδίου (το άτομο ιωδίου μετατρέπεται σε ανιόν). Ένας τέτοιος χημικός δεσμός ονομάζεται ιονικός.
Εργασία αριθμός 3
Από την προτεινόμενη λίστα, επιλέξτε δύο ουσίες μεταξύ των μορίων των οποίων σχηματίζονται δεσμοί υδρογόνου.
- 1. C 2 H 6
- 2.C2H5OH
- 3.H2O
- 4. CH 3 OCH 3
- 5. CH 3 COCH 3
Σημειώστε τους αριθμούς των επιλεγμένων συνδέσεων στο πεδίο απάντησης.
Απάντηση: 23
Εξήγηση:
Οι δεσμοί υδρογόνου λαμβάνουν χώρα σε ουσίες μοριακής δομής, στις οποίες υπάρχουν ομοιοπολικοί δεσμοί H-O, H-N, H-F. Εκείνοι. ομοιοπολικοί δεσμοί του ατόμου υδρογόνου με τα άτομα των τριών χημικών στοιχείων με την υψηλότερη ηλεκτραρνητικότητα.
Έτσι, προφανώς, υπάρχουν δεσμοί υδρογόνου μεταξύ των μορίων:
2) αλκοόλες
3) φαινόλες
4) καρβοξυλικά οξέα
5) αμμωνία
6) πρωτοταγείς και δευτεροταγείς αμίνες
7) υδροφθορικό οξύ
Εργασία αριθμός 4
Από την προτεινόμενη λίστα, επιλέξτε δύο ενώσεις με ιοντικό χημικό δεσμό.
- 1. PCl 3
- 2.CO2
- 3.NaCl
- 4. H 2 S
- 5. MgO
Σημειώστε τους αριθμούς των επιλεγμένων συνδέσεων στο πεδίο απάντησης.
Απάντηση: 35
Εξήγηση:
Στη συντριπτική πλειονότητα των περιπτώσεων, μπορεί να συναχθεί το συμπέρασμα ότι υπάρχει ένας ιοντικός τύπος δεσμού σε μια ένωση από το γεγονός ότι η σύνθεση των δομικών μονάδων μιας ουσίας περιλαμβάνει ταυτόχρονα άτομα ενός τυπικού μετάλλου και μη μεταλλικών ατόμων.
Σε αυτή τη βάση, διαπιστώνουμε ότι υπάρχει ιοντικός δεσμός στην ένωση με αριθμό 3 (NaCl) και 5 (MgO).
Σημείωση*
Εκτός από το παραπάνω χαρακτηριστικό, η παρουσία ενός ιοντικού δεσμού σε μια ένωση μπορεί να ειπωθεί εάν η δομική της μονάδα περιέχει ένα κατιόν αμμωνίου (NH 4 +) ή τα οργανικά του ανάλογα - κατιόντα αλκυλαμμωνίου RNH 3 +, διαλκυλαμμωνίου R 2 NH 2 + , τριαλκυλαμμώνιο R 3 NH + ή τετρααλκυλαμμώνιο R 4 N + , όπου R είναι κάποια ρίζα υδρογονάνθρακα. Για παράδειγμα, ο ιοντικός τύπος δεσμού λαμβάνει χώρα στην ένωση (CH 3) 4 NCl μεταξύ του κατιόντος (CH 3) 4 + και του ιόντος χλωρίου Cl - .
Εργασία αριθμός 5
Από την προτεινόμενη λίστα, επιλέξτε δύο ουσίες με τον ίδιο τύπο δομής.
4) επιτραπέζιο αλάτι
Σημειώστε τους αριθμούς των επιλεγμένων συνδέσεων στο πεδίο απάντησης.
Απάντηση: 23
Εργασία αριθμός 8
Από την προτεινόμενη λίστα, επιλέξτε δύο ουσίες μη μοριακής δομής.
2) οξυγόνο
3) λευκός φώσφορος
5) πυρίτιο
Σημειώστε τους αριθμούς των επιλεγμένων συνδέσεων στο πεδίο απάντησης.
Απάντηση: 45
Εργασία αριθμός 11
Από την προτεινόμενη λίστα, επιλέξτε δύο ουσίες στα μόρια των οποίων υπάρχει διπλός δεσμός μεταξύ ατόμων άνθρακα και οξυγόνου.
3) φορμαλδεΰδη
4) οξικό οξύ
5) γλυκερίνη
Σημειώστε τους αριθμούς των επιλεγμένων συνδέσεων στο πεδίο απάντησης.
Απάντηση: 34
Εργασία αριθμός 14
Από την προτεινόμενη λίστα, επιλέξτε δύο ουσίες με ιοντικό δεσμό.
1) οξυγόνο
3) μονοξείδιο του άνθρακα (IV)
4) χλωριούχο νάτριο
5) οξείδιο του ασβεστίου
Σημειώστε τους αριθμούς των επιλεγμένων συνδέσεων στο πεδίο απάντησης.
Απάντηση: 45
Εργασία αριθμός 15
Από την προτεινόμενη λίστα, επιλέξτε δύο ουσίες με τον ίδιο τύπο κρυσταλλικού πλέγματος με το διαμάντι.
1) πυρίτιο SiO 2
2) οξείδιο του νατρίου Na 2 O
3) μονοξείδιο του άνθρακα CO
4) λευκός φώσφορος P 4
5) πυρίτιο Si
Σημειώστε τους αριθμούς των επιλεγμένων συνδέσεων στο πεδίο απάντησης.
Απάντηση: 15
Εργασία αριθμός 20
Από την προτεινόμενη λίστα, επιλέξτε δύο ουσίες στα μόρια των οποίων υπάρχει ένας τριπλός δεσμός.
- 1. HCOOH
- 2.HCOH
- 3. C 2 H 4
- 4. Ν 2
- 5.C2H2
Σημειώστε τους αριθμούς των επιλεγμένων συνδέσεων στο πεδίο απάντησης.
Απάντηση: 45
Εξήγηση:
Για να βρούμε τη σωστή απάντηση, ας σχεδιάσουμε τους συντακτικούς τύπους των ενώσεων από τη λίστα που παρουσιάζεται:
Έτσι, βλέπουμε ότι ο τριπλός δεσμός υπάρχει στα μόρια του αζώτου και της ακετυλίνης. Εκείνοι. σωστές απαντήσεις 45
Εργασία αριθμός 21
Από την προτεινόμενη λίστα, επιλέξτε δύο ουσίες στα μόρια των οποίων υπάρχει ομοιοπολικός μη πολικός δεσμός.
"Χημικός δεσμός" - η ενέργεια καταστροφής του πλέγματος σε ιόντα _Ecool = Ures. Οι κύριες διατάξεις της μεθόδου MO. Τύποι ατομικών ΑΟ επικαλύπτονται. σύνδεση και χαλάρωση MO με συνδυασμό ατομικών τροχιακών s και s pz και pz px και px. H?C? C-H. ? - Συντελεστής απώθησης. Qeff =. Ao. Βασικές θεωρίες χημικών δεσμών.
"Τύποι χημικών δεσμών" - Ουσίες με ιοντικό δεσμό σχηματίζουν ένα ιοντικό κρυσταλλικό πλέγμα. Άτομα. Ηλεκτραρνητικότητα. MOU λυκείου №18 καθηγήτρια χημείας Kalinina L.A. Ιόντα. Για παράδειγμα: Na1+ και Cl1-, Li1+ και F1- Na1+ + Cl1- = Na(:Cl:) . Αν e - join - το ιόν φορτίζεται αρνητικά. Το ατομικό πλαίσιο έχει υψηλή αντοχή.
"The Life of Mendeleev" - Στις 18 Ιουλίου, ο D.I. Mendeleev αποφοίτησε από το γυμνάσιο Tobolsk. 9 Αυγούστου 1850 - 20 Ιουνίου 1855 ενώ σπούδαζε στο Κύριο Παιδαγωγικό Ινστιτούτο. «Αν δεν ξέρεις τα ονόματα, τότε η γνώση των πραγμάτων θα πεθάνει» K. Liney. Η ζωή και το έργο του D.I. Mendeleev. Ivan Pavlovich Mendeleev (1783 - 1847), πατέρας ενός επιστήμονα. Ανακάλυψη του Περιοδικού Νόμου.
"Τύποι χημικού δεσμού" - H3N. Al2O3. Η δομή της ύλης. H2S. MgO. Η2. Cu. MgS.CS2. Ι. Να γράψετε τους τύπους των ουσιών: 1.γ Κ.Ν.Σ. 2.με Κ.Π.Σ. 3. με Ι.Σ. Κ.Ν.Σ. NaF. Κ.Κ.Π.Σ. Προσδιορίστε τον τύπο του χημικού δεσμού. Ποιο από τα μόρια αντιστοιχεί στο σχήμα: A A ;
"Mendeleev" - Οι τριάδες στοιχείων του Dobereiner. Αέρια. Δουλειά. Ζωή και επιστημονικό επίτευγμα. Περιοδικό σύστημα στοιχείων (μακράς μορφής). Νόμος των οκτάβων του Newlands. Επιστημονική δραστηριότητα. Λύσεις. Νέο στάδιο ζωής. Η δεύτερη εκδοχή του συστήματος στοιχείων του Mendeleev. Μέρος του πίνακα στοιχείων του L. Meyer. Discovery of the Periodic Law (1869).
"Η ζωή και το έργο του Μεντελέεφ" - Ιβάν Παβλόβιτς Μεντελέεφ (1783 - 1847), πατέρας του επιστήμονα. 1834, 27 Ιανουαρίου (6 Φεβρουαρίου) - Ο D.I. Mendeleev γεννήθηκε στην πόλη Tobolsk, στη Σιβηρία. 1907, 20 Ιανουαρίου (2 Φεβρουαρίου), ο D.I. Mendeleev πέθανε από καρδιακή ανεπάρκεια. DI. Menedeleev (περιοχή Νότιου Καζακστάν, πόλη Shymkent). Βιομηχανία. Στις 18 Ιουλίου 1849, ο D.I. Mendeleev αποφοίτησε από το γυμνάσιο Tobolsk.
Δεν υπάρχει ενοποιημένη θεωρία χημικού δεσμού· υπό όρους, ο χημικός δεσμός χωρίζεται σε ομοιοπολικό (καθολικός τύπος δεσμού), ιοντικό (ειδική περίπτωση ομοιοπολικού δεσμού), μεταλλικό και υδρογόνο.
ομοιοπολικό δεσμό
Ο σχηματισμός ενός ομοιοπολικού δεσμού είναι δυνατός με τρεις μηχανισμούς: ανταλλαγή, δότη-δέκτη και δοτικό (Lewis).
Σύμφωνα με μηχανισμός ανταλλαγήςο σχηματισμός ενός ομοιοπολικού δεσμού συμβαίνει λόγω της κοινωνικοποίησης κοινών ζευγών ηλεκτρονίων. Σε αυτή την περίπτωση, κάθε άτομο τείνει να αποκτήσει ένα κέλυφος αδρανούς αερίου, δηλ. λάβετε το ολοκληρωμένο επίπεδο εξωτερικής ενέργειας. Ο σχηματισμός ενός χημικού δεσμού τύπου ανταλλαγής απεικονίζεται χρησιμοποιώντας τύπους Lewis, στους οποίους κάθε ηλεκτρόνιο σθένους ενός ατόμου αντιπροσωπεύεται με τελείες (Εικ. 1).
Ρύζι. 1 Σχηματισμός ομοιοπολικού δεσμού στο μόριο HCl από τον μηχανισμό ανταλλαγής
Με την ανάπτυξη της θεωρίας της δομής του ατόμου και της κβαντομηχανικής, ο σχηματισμός ενός ομοιοπολικού δεσμού αναπαρίσταται ως επικάλυψη ηλεκτρονικών τροχιακών (Εικ. 2).
Ρύζι. 2. Σχηματισμός ομοιοπολικού δεσμού λόγω επικάλυψης νεφών ηλεκτρονίων
Όσο μεγαλύτερη είναι η επικάλυψη των ατομικών τροχιακών, τόσο ισχυρότερος είναι ο δεσμός, τόσο μικρότερο είναι το μήκος του δεσμού και τόσο μεγαλύτερη είναι η ενέργειά του. Ένας ομοιοπολικός δεσμός μπορεί να σχηματιστεί με την επικάλυψη διαφορετικών τροχιακών. Ως αποτέλεσμα της επικάλυψης τροχιακών s-s, s-p, καθώς και τροχιακών d-d, p-p, d-p από τους πλευρικούς λοβούς, σχηματίζεται ένας δεσμός. Κάθετα στη γραμμή που συνδέει τους πυρήνες των 2 ατόμων, σχηματίζεται ένας δεσμός. Ένας - και ένας - δεσμοί μπορούν να σχηματίσουν πολλαπλό (διπλό) ομοιοπολικό δεσμό, χαρακτηριστικό οργανικών ουσιών της κατηγορίας αλκενίων, αλκαδιενίων κ.λπ. Οι δεσμοί ενός και δύο σχηματίζουν πολλαπλό (τριπλό) ομοιοπολικό δεσμό, χαρακτηριστικό των οργανικών ουσίες της κατηγορίας των αλκυνίων (ακετυλένια).
Ο σχηματισμός ομοιοπολικού δεσμού μηχανισμός δότη-δέκτηεξετάστε το παράδειγμα του κατιόντος αμμωνίου:
NH 3 + H + = NH 4 +
7 N 1s 2 2s 2 2p 3
Το άτομο αζώτου έχει ένα ελεύθερο μεμονωμένο ζεύγος ηλεκτρονίων (ηλεκτρόνια που δεν εμπλέκονται στο σχηματισμό χημικών δεσμών εντός του μορίου) και το κατιόν υδρογόνου έχει ένα ελεύθερο τροχιακό, επομένως είναι δότης και δέκτης ηλεκτρονίων, αντίστοιχα.
Ας εξετάσουμε τον δοτικό μηχανισμό του σχηματισμού ενός ομοιοπολικού δεσμού χρησιμοποιώντας το παράδειγμα ενός μορίου χλωρίου.
17 Cl 1s 2 2s 2 2p 6 3s 2 3p 5
Το άτομο χλωρίου έχει ένα ελεύθερο μεμονωμένο ζεύγος ηλεκτρονίων και κενά τροχιακά, επομένως, μπορεί να εμφανίσει τις ιδιότητες τόσο ενός δότη όσο και ενός δέκτη. Επομένως, όταν σχηματίζεται ένα μόριο χλωρίου, το ένα άτομο χλωρίου δρα ως δότης και το άλλο ως δέκτης.
Κύριος χαρακτηριστικά ομοιοπολικού δεσμούείναι: κορεσμός (κορεσμένοι δεσμοί σχηματίζονται όταν ένα άτομο συνδέει τόσα ηλεκτρόνια όσα του επιτρέπουν οι ικανότητες σθένους του· ακόρεστοι δεσμοί σχηματίζονται όταν ο αριθμός των συνδεδεμένων ηλεκτρονίων είναι μικρότερος από τις δυνατότητες σθένους του ατόμου). κατευθυντικότητα (αυτή η τιμή σχετίζεται με τη γεωμετρία του μορίου και την έννοια της "γωνίας σθένους" - η γωνία μεταξύ των δεσμών).
Ιοντικός δεσμός
Δεν υπάρχουν ενώσεις με καθαρό ιοντικό δεσμό, αν και αυτό γίνεται κατανοητό ως μια τέτοια χημικά δεσμευμένη κατάσταση ατόμων στην οποία δημιουργείται ένα σταθερό ηλεκτρονικό περιβάλλον του ατόμου με την πλήρη μετάβαση της συνολικής πυκνότητας ηλεκτρονίων σε ένα άτομο ενός πιο ηλεκτραρνητικού στοιχείου . Ο ιοντικός δεσμός είναι δυνατός μόνο μεταξύ ατόμων ηλεκτραρνητικών και ηλεκτροθετικών στοιχείων που βρίσκονται σε κατάσταση αντίθετα φορτισμένων ιόντων - κατιόντων και ανιόντων.
ΟΡΙΣΜΟΣ
Ιόνονομάζονται ηλεκτρικά φορτισμένα σωματίδια που σχηματίζονται με την αποκόλληση ή τη σύνδεση ενός ηλεκτρονίου σε ένα άτομο.
Κατά τη μεταφορά ενός ηλεκτρονίου, τα άτομα των μετάλλων και των μη μετάλλων τείνουν να σχηματίζουν μια σταθερή διαμόρφωση του ηλεκτρονιακού κελύφους γύρω από τον πυρήνα τους. Ένα άτομο μη μετάλλου δημιουργεί ένα κέλυφος του επόμενου αδρανούς αερίου γύρω από τον πυρήνα του και ένα άτομο μετάλλου δημιουργεί ένα κέλυφος του προηγούμενου αδρανούς αερίου (Εικ. 3).
Ρύζι. 3. Σχηματισμός ιοντικού δεσμού χρησιμοποιώντας το παράδειγμα μορίου χλωριούχου νατρίου
Τα μόρια στα οποία υπάρχει ένας ιονικός δεσμός στην καθαρή του μορφή βρίσκονται σε κατάσταση ατμού μιας ουσίας. Ο ιονικός δεσμός είναι πολύ ισχυρός, σε σχέση με αυτό, οι ουσίες με αυτόν τον δεσμό έχουν υψηλό σημείο τήξης. Σε αντίθεση με τους ομοιοπολικούς δεσμούς, οι ιοντικοί δεσμοί δεν χαρακτηρίζονται από κατευθυντικότητα και κορεσμό, καθώς το ηλεκτρικό πεδίο που δημιουργείται από ιόντα δρα εξίσου σε όλα τα ιόντα λόγω σφαιρικής συμμετρίας.
μεταλλικός δεσμός
Ένας μεταλλικός δεσμός πραγματοποιείται μόνο σε μέταλλα - αυτή είναι μια αλληλεπίδραση που συγκρατεί άτομα μετάλλου σε ένα μόνο πλέγμα. Στον σχηματισμό του δεσμού συμμετέχουν μόνο τα ηλεκτρόνια σθένους των ατόμων μετάλλου, που ανήκουν σε ολόκληρο τον όγκο του. Στα μέταλλα, τα ηλεκτρόνια αποσπώνται συνεχώς από τα άτομα, τα οποία κινούνται σε όλη τη μάζα του μετάλλου. Τα άτομα μετάλλου, χωρίς ηλεκτρόνια, μετατρέπονται σε θετικά φορτισμένα ιόντα, τα οποία τείνουν να παίρνουν κινούμενα ηλεκτρόνια προς το μέρος τους. Αυτή η συνεχής διαδικασία σχηματίζει το λεγόμενο «αέριο ηλεκτρονίων» μέσα στο μέταλλο, το οποίο δεσμεύει σταθερά όλα τα άτομα μετάλλου μεταξύ τους (Εικ. 4).
Ο μεταλλικός δεσμός είναι ισχυρός, επομένως, τα μέταλλα χαρακτηρίζονται από υψηλό σημείο τήξης και η παρουσία ενός "αερίου ηλεκτρονίου" δίνει στα μέταλλα ελαττότητα και ολκιμότητα.
δεσμός υδρογόνου
Ο δεσμός υδρογόνου είναι μια συγκεκριμένη διαμοριακή αλληλεπίδραση, επειδή η εμφάνιση και η ισχύς του εξαρτώνται από τη χημική φύση της ουσίας. Σχηματίζεται μεταξύ μορίων στα οποία ένα άτομο υδρογόνου συνδέεται με ένα άτομο με υψηλή ηλεκτραρνητικότητα (O, N, S). Η εμφάνιση ενός δεσμού υδρογόνου εξαρτάται από δύο λόγους, πρώτον, το άτομο υδρογόνου που σχετίζεται με ένα ηλεκτραρνητικό άτομο δεν έχει ηλεκτρόνια και μπορεί εύκολα να εισαχθεί στα νέφη ηλεκτρονίων άλλων ατόμων, και δεύτερον, έχοντας ένα τροχιακό σθένους, το υδρογόνο Το άτομο μπορεί να δεχτεί ένα μοναχικό ζεύγος ηλεκτρονίων ενός ηλεκτραρνητικού ατόμου και να σχηματίσει δεσμό μαζί του μέσω του μηχανισμού δότη-δέκτη.
