Keemiliste sidemete omadused
Keemilise sideme õpetus on kogu teoreetilise keemia aluseks. Keemilise sideme all mõistetakse aatomite vastasmõju, mis seob need molekulideks, ioonideks, radikaalideks ja kristallideks. Keemilisi sidemeid on nelja tüüpi: ioonsed, kovalentsed, metallilised ja vesinikud. Samades ainetes võib leida erinevat tüüpi sidemeid.
1. Alustes: hüdroksorühmade hapniku- ja vesinikuaatomite vaheline side on polaarne kovalentne ning metalli ja hüdroksorühma vahel ioonne.
2. Hapnikku sisaldavate hapete soolades: mittemetalli aatomi ja happelise jäägi hapniku vahel - kovalentne polaarne ning metalli ja happelise jäägi vahel - ioonne.
3. Ammooniumi, metüülammooniumi jne soolades on lämmastiku- ja vesinikuaatomite vahel polaarne kovalentne ning ammooniumi- või metüülammooniumiioonide ja happejäägi vahel - ioonne.
4. Metallperoksiidides (näiteks Na 2 O 2) on side hapnikuaatomite vahel kovalentne, mittepolaarne ning metalli ja hapniku vahel ioonne jne.
Kõikide keemiliste sidemete tüüpide ja tüüpide ühtsuse põhjuseks on nende identne keemiline olemus - elektronide ja tuumade vastastikmõju. Keemilise sideme moodustumine on igal juhul aatomite elektron-tuuma interaktsiooni tulemus, millega kaasneb energia vabanemine.
Kovalentse sideme moodustamise meetodid
Kovalentne keemiline side on side, mis tekib aatomite vahel jagatud elektronpaaride moodustumise tõttu.
Kovalentsed ühendid on tavaliselt gaasid, vedelikud või suhteliselt madala sulamistemperatuuriga tahked ained. Üks haruldasi erandeid on teemant, mis sulab üle 3500 °C. Seda seletatakse teemandi struktuuriga, mis on kovalentselt seotud süsinikuaatomite pidev võre, mitte üksikute molekulide kogum. Tegelikult on iga teemandikristall, olenemata selle suurusest, üks tohutu molekul.
Kovalentne side tekib siis, kui kahe mittemetalli aatomi elektronid ühinevad. Saadud struktuuri nimetatakse molekuliks.
Sellise sideme moodustumise mehhanism võib olla vahetus- või doonor-aktseptor.
Enamikul juhtudel on kahel kovalentselt seotud aatomil erinev elektronegatiivsus ja jagatud elektronid ei kuulu kahe aatomi hulka võrdselt. Enamasti on nad ühele aatomile lähemal kui teisele. Näiteks vesinikkloriidi molekulis paiknevad kovalentse sideme moodustavad elektronid klooriaatomile lähemal, kuna selle elektronegatiivsus on suurem kui vesinikul. Erinevus elektronide ligitõmbamise võimes ei ole aga piisavalt suur, et toimuks täielik elektronide ülekanne vesinikuaatomilt klooriaatomile. Seetõttu võib vesiniku ja kloori aatomite vahelist sidet pidada ioonsideme (täielik elektronide ülekanne) ja mittepolaarse kovalentse sideme (elektronipaari sümmeetriline paigutus kahe aatomi vahel) ristumiseks. Aatomite osalaeng on tähistatud kreeka tähega δ. Sellist sidet nimetatakse polaarseks kovalentseks sidemeks ja vesinikkloriidi molekuli nimetatakse polaarseks, see tähendab, et sellel on positiivselt laetud ots (vesinikuaatom) ja negatiivselt laetud ots (klooriaatom).
1. Vahetusmehhanism toimib siis, kui aatomid moodustavad paarituid elektrone kombineerides ühiseid elektronpaare.
1) H2 - vesinik.
Side tekib vesinikuaatomite s-elektronide (kattuvad s-orbitaalid) poolt ühise elektronpaari moodustumisel.
2) HCl - vesinikkloriid.
Side tekib s- ja p-elektronide ühise elektronpaari (kattuvad s-p orbitaalid) moodustumise tõttu.
3) Cl 2: Kloori molekulis tekib kovalentne side paaritute p-elektronide tõttu (kattuvad p-p orbitaalid).
4) N2: lämmastiku molekulis moodustub aatomite vahel kolm ühist elektronpaari.
Kovalentse sideme moodustumise doonor-aktseptormehhanism
Doonor on elektronpaar aktsepteerija- vaba orbitaal, mille see paar võib hõivata. Ammooniumioonis on kõik neli sidet vesinikuaatomitega kovalentsed: kolm tekkisid lämmastikuaatomi ja vesinikuaatomite ühiste elektronpaaride loomise tõttu vastavalt vahetusmehhanismile, üks - doonor-aktseptormehhanismi kaudu. Kovalentsed sidemed klassifitseeritakse elektronide orbitaalide kattumise ja nende nihke järgi ühe seotud aatomi suunas. Keemilisi sidemeid, mis moodustuvad mööda sidejoont elektronide orbitaalide kattumise tulemusena, nimetatakse σ - ühendused(sigma võlakirjad). Sigma side on väga tugev.
P-orbitaalid võivad kattuda kahes piirkonnas, moodustades külgmise kattumise kaudu kovalentse sideme.
Pi-sidemeteks nimetatakse keemilisi sidemeid, mis tekivad elektronorbitaalide "külgmise" kattumise tulemusena sidejoonest väljaspool, st kahes piirkonnas.
Vastavalt tavaliste elektronpaaride nihke astmele ühele nende poolt ühendatud aatomile võib kovalentne side olla polaarne või mittepolaarne. Sama elektronegatiivsusega aatomite vahel moodustunud kovalentset keemilist sidet nimetatakse mittepolaarseks. Elektronpaare ei nihkuta ühegi aatomi poole, kuna aatomitel on sama elektronegatiivsus - omadus meelitada teistelt aatomitelt valentselektrone. Näiteks,
see tähendab, et lihtsate mittemetalliliste ainete molekulid moodustuvad kovalentse mittepolaarse sideme kaudu. Kovalentset keemilist sidet elementide aatomite vahel, mille elektronegatiivsus on erinev, nimetatakse polaarseks.
Näiteks NH3 on ammoniaak. Lämmastik on elektronegatiivsem element kui vesinik, seega on jagatud elektronide paarid nihkunud selle aatomi poole.
Kovalentse sideme omadused: sideme pikkus ja energia
Kovalentse sideme iseloomulikud omadused on selle pikkus ja energia. Sideme pikkus on kaugus aatomituumade vahel. Mida lühem on keemilise sideme pikkus, seda tugevam see on. Sideme tugevuse mõõdupuuks on aga sideme energia, mille määrab sideme katkestamiseks vajalik energia hulk. Tavaliselt mõõdetakse seda kJ/mol. Seega on katseandmete kohaselt H 2, Cl 2 ja N 2 molekulide sideme pikkused vastavalt 0,074, 0,198 ja 0,109 nm ning sideme energiad vastavalt 436, 242 ja 946 kJ/mol.
Ioonid. Iooniline side
Aatomil on kaks peamist võimalust oktetireegli järgimiseks. Esimene neist on ioonsideme moodustumine. (Teine on kovalentse sideme moodustumine, mida arutatakse allpool). Ioonse sideme moodustumisel kaotab metalliaatom elektrone ja mittemetalli aatom saab elektrone juurde.
Kujutagem ette, et "kohtuvad" kaks aatomit: I rühma metalli aatom ja VII rühma mittemetalli aatom. Metalli aatomi välisel energiatasemel on üks elektron, samal ajal kui mittemetalli aatomil puudub lihtsalt üks elektron, et välistase oleks täielik. Esimene aatom annab teisele kergesti oma elektroni, mis on tuumast kaugel ja sellega nõrgalt seotud, ning teine annab talle vaba koha välisel elektroonilisel tasandil. Siis saab ühest negatiivsest laengust ilma jäetud aatomist positiivse laenguga osake ja teisest saab tekkiva elektroni tõttu negatiivselt laetud osake. Selliseid osakesi nimetatakse ioonideks.
See on keemiline side, mis tekib ioonide vahel. Arve, mis näitavad aatomite või molekulide arvu, nimetatakse koefitsientideks ja numbreid, mis näitavad aatomite või ioonide arvu molekulis, nimetatakse indeksiteks.
metallist ühendus
Metallidel on spetsiifilised omadused, mis erinevad teiste ainete omadustest. Sellisteks omadusteks on suhteliselt kõrge sulamistemperatuur, valguse peegeldamise võime ning kõrge soojus- ja elektrijuhtivus. Need omadused tulenevad metallide eriliigi – metallilise sideme – olemasolust.
Metalliline side on side metallikristallides olevate positiivsete ioonide vahel, mis tekib tänu kristallis vabalt liikuvate elektronide külgetõmbejõule. Enamiku metallide aatomid välistasandil sisaldavad väikest hulka elektrone – 1, 2, 3. Need elektronid tulevad kergesti maha ja aatomid muutuvad positiivseteks ioonideks. Eraldunud elektronid liiguvad ühelt ioonilt teisele, sidudes need ühtseks tervikuks. Ühendades ioonidega, moodustavad need elektronid ajutiselt aatomeid, seejärel katkevad uuesti ja ühinevad teise iooniga jne. Protsess toimub lõputult, mida saab skemaatiliselt kujutada järgmiselt:
Järelikult muutuvad aatomid metalli mahus pidevalt ioonideks ja vastupidi. Metallide sidet ioonide vahel jagatud elektronide kaudu nimetatakse metalliliseks. Metallilisel sidemel on mõningaid sarnasusi kovalentse sidemega, kuna see põhineb väliste elektronide jagamisel. Kovalentse sideme korral on aga jagatud ainult kahe naaberaatomi välised paaritu elektronid, metallilise sideme korral aga osalevad kõik aatomid nende elektronide jagamises. Seetõttu on kovalentse sidemega kristallid rabedad, kuid metallsidemega reeglina plastilised, elektrit juhtivad ja metallilise läikega.
Metalliline sidumine on iseloomulik nii puhastele metallidele kui ka erinevate metallide segudele – sulamitele tahkes ja vedelas olekus. Auruseisundis on metalliaatomid aga omavahel seotud kovalentse sidemega (näiteks täidab naatriumaur kollaseid valguslampe, et valgustada suurte linnade tänavaid). Metallipaarid koosnevad üksikutest molekulidest (mona- ja kaheaatomilistest).
Metallside erineb kovalentsest sidemest ka tugevuse poolest: selle energia on 3-4 korda väiksem kovalentse sideme energiast.
Sideme energia on energia, mis on vajalik keemilise sideme katkestamiseks kõigis molekulides, mis moodustavad aine ühe mooli. Kovalentsete ja ioonsete sidemete energiad on tavaliselt suured ja ulatuvad suurusjärku 100-800 kJ/mol.
vesinikside
Keemiline side vahel ühe molekuli positiivselt polariseeritud vesinikuaatomid(või nende osad) ja väga elektronegatiivsete elementide negatiivselt polariseeritud aatomid millel on jagatud elektronpaarid (F, O, N ja harvem S ja Cl), nimetatakse teist molekuli (või selle osi) vesinikuks. Vesiniksideme moodustumise mehhanism on osaliselt elektrostaatiline, osaliselt d austaja-aktsepteerija tegelane.
Näited molekulidevahelisest vesiniksidemetest:
Sellise ühenduse olemasolul võivad isegi madala molekulmassiga ained tavatingimustes olla vedelikud (alkohol, vesi) või kergesti veelduvad gaasid (ammoniaak, vesinikfluoriid). Biopolümeerides - valkudes (sekundaarne struktuur) - on karbonüülhapniku ja aminorühma vesiniku vahel molekulisisene vesinikside:
Polünukleotiidmolekulid – DNA (desoksüribonukleiinhape) – on topeltheeliksid, milles kaks nukleotiidide ahelat on omavahel seotud vesiniksidemetega. Sel juhul toimib komplementaarsuse põhimõte, st need sidemed tekivad teatud puriini- ja pürimidiini alustest koosnevate paaride vahel: tümiin (T) asub adeniini nukleotiidi (A) vastas ja tsütosiin (C) asub vastas. guaniin (G).
Vesiniksidemetega ainetel on molekulaarsed kristallvõred.
5) s-elementidele
6) p-elementidele
7) d-elementidele
8) kuni f - elemendid
2. Mitu elektroni sisaldavad leelismuldmetallide aatomid välisel energiatasandil?
1) üks 2) kaks 3) kolm 4) neli
3. Keemilistes reaktsioonides avalduvad alumiiniumi aatomid
3) Oksüdeerivad omadused 2) happelised omadused
4) 3) taastavad omadused 4) põhiomadused
4. Kaltsiumi koostoime klooriga on reaktsioon
1) Lagundamine 2) ühendus 3) asendamine 4) vahetus
5. Naatriumvesinikkarbonaadi molekulmass on:
1) 84 2) 87 3) 85 4) 86
3. Milline aatom on raskem – raud või räni – ja kui palju?4. Määrake lihtainete suhtelised molekulmassid: vesinik, hapnik, kloor, vask, teemant (süsinik). Pidage meeles, millised neist koosnevad kaheaatomilistest molekulidest ja millised aatomitest.
5.arvutage järgmiste ühendite suhtelised molekulmassid: süsinikdioksiid CO2 väävelhape H2SO4 suhkur C12H22O11 etüülalkohol C2H6O marmor CaCPO3
6. Vesinikperoksiidis on iga hapnikuaatomi kohta üks vesinikuaatom. Määrake vesinikpreoksiidi valem, kui on teada, et selle suhteline molekulmass on 34. Milline on vesiniku ja hapniku massisuhe selles ühendis?
7. Mitu korda on süsinikdioksiidi molekul hapnikumolekulist raskem?
Palun aidake mind, 8. klassi ülesanne.
Ülesanne nr 1
Valige pakutavast loendist kaks ühendit, mis sisaldavad ioonset keemilist sidet.
- 1. Ca(ClO 2) 2
- 2. HClO 3
- 3.NH4Cl
- 4. HClO 4
- 5.Cl2O7
Vastus: 13
Valdav enamus juhtudest saab ioonse sideme olemasolu ühendis määrata selle järgi, et selle struktuuriüksused sisaldavad samaaegselt nii tüüpilise metalli kui ka mittemetalli aatomite aatomeid.
Selle tunnuse põhjal teeme kindlaks, et ühendis number 1 - Ca(ClO 2) 2 on ioonside, kuna selle valemis näete tüüpilise metalli kaltsiumi aatomeid ja mittemetallide - hapniku ja kloori - aatomeid.
Siiski pole selles loendis enam ühendeid, mis sisaldavad nii metalli kui ka mittemetalli aatomeid.
Ülesandes näidatud ühendite hulgas on ammooniumkloriid, milles ioonne side realiseerub ammooniumi katiooni NH 4 + ja kloriidiooni Cl − vahel.
Ülesanne nr 2
Valige esitatud loendist kaks ühendit, mille keemilise sideme tüüp on sama, mis fluorimolekulis.
1) hapnik
2) lämmastikoksiid (II)
3) vesinikbromiid
4) naatriumjodiid
Kirjutage vastuseväljale valitud ühenduste numbrid.
Vastus: 15
Fluorimolekul (F2) koosneb ühe mittemetallilise keemilise elemendi kahest aatomist, seetõttu on selle molekuli keemiline side kovalentne, mittepolaarne.
Kovalentset mittepolaarset sidet saab realiseerida ainult sama mittemetallilise keemilise elemendi aatomite vahel.
Pakutud valikutest on kovalentne mittepolaarne side ainult hapnikul ja teemandil. Hapniku molekul on kaheaatomiline, mis koosneb ühe mittemetallilise keemilise elemendi aatomitest. Teemantil on aatomstruktuur ja selle struktuuris on iga süsinikuaatom, mis on mittemetall, seotud 4 teise süsinikuaatomiga.
Lämmastikoksiid (II) on aine, mis koosneb kahe erineva mittemetalli aatomitest moodustatud molekulidest. Kuna erinevate aatomite elektronegatiivsus on alati erinev, on molekulis ühine elektronpaar kallutatud elektronegatiivsema elemendi, antud juhul hapniku poole. Seega on NO molekulis olev side polaarne kovalentne.
Vesinikbromiid koosneb ka kaheaatomilistest molekulidest, mis koosnevad vesiniku ja broomi aatomitest. H-Br sidet moodustav jagatud elektronpaar nihutatakse elektronegatiivsema broomi aatomi poole. Keemiline side HBr molekulis on samuti polaarne kovalentne.
Naatriumjodiid on ioonstruktuuriga aine, mille moodustavad metalli katioon ja jodiidianioon. Side NaI molekulis tekib elektroni ülekande tõttu 3-st s-naatriumi aatomi orbitaalid (naatriumi aatom muudetakse katiooniks) kuni alatäidetud 5 lk-joodiaatomi orbitaal (joodiaatom muutub aniooniks). Seda keemilist sidet nimetatakse ioonseks.
Ülesanne nr 3
Valige esitatud loendist kaks ainet, mille molekulid moodustavad vesiniksidemeid.
- 1. C 2 H 6
- 2. C2H5OH
- 3.H2O
- 4. CH 3 OCH 3
- 5. CH 3 COCH 3
Kirjutage vastuseväljale valitud ühenduste numbrid.
Vastus: 23
Selgitus:
Vesiniksidemed esinevad molekulaarse struktuuriga ainetes, mis sisaldavad kovalentseid sidemeid H-O, H-N, H-F. Need. vesinikuaatomi kovalentsed sidemed kolme suurima elektronegatiivsusega keemilise elemendi aatomitega.
Seega on molekulide vahel ilmselgelt vesiniksidemed:
2) alkoholid
3) fenoolid
4) karboksüülhapped
5) ammoniaak
6) primaarsed ja sekundaarsed amiinid
7) vesinikfluoriidhape
Ülesanne nr 4
Valige pakutavast loendist kaks ioonsete keemiliste sidemetega ühendit.
- 1.PCl 3
- 2.CO2
- 3. NaCl
- 4.H2S
- 5. MgO
Kirjutage vastuseväljale valitud ühenduste numbrid.
Vastus: 35
Selgitus:
Enamikul juhtudel saab järelduse ioonse sideme olemasolu kohta ühendis teha sellest, et aine struktuuriüksused sisaldavad samaaegselt nii tüüpilise metalli aatomeid kui ka mittemetalli aatomeid.
Selle tunnuse põhjal teeme kindlaks, et ühendites numbritega 3 (NaCl) ja 5 (MgO) on ioonside.
Märge*
Lisaks ülaltoodud tunnusele võib ioonse sideme olemasolu ühendis väita, kui selle struktuuriüksus sisaldab ammooniumkatiooni (NH 4 +) või selle orgaanilisi analooge - alküülammooniumi katioone RNH 3 +, dialküülammooniumi R 2 NH 2 +, trialküülammooniumi katioonid R 3 NH + või tetraalküülammoonium R 4 N +, kus R on mõni süsivesinikradikaal. Näiteks ioonilist tüüpi side esineb ühendis (CH 3) 4 NCl katiooni (CH 3) 4 + ja kloriidiooni Cl − vahel.
Ülesanne nr 5
Valige pakutavast loendist kaks sama tüüpi struktuuriga ainet.
4) lauasool
Kirjutage vastuseväljale valitud ühenduste numbrid.
Vastus: 23
Ülesanne nr 8
Valige pakutud loendist kaks mittemolekulaarse struktuuriga ainet.
2) hapnik
3) valge fosfor
5) räni
Kirjutage vastuseväljale valitud ühenduste numbrid.
Vastus: 45
Ülesanne nr 11
Valige pakutud loendist kaks ainet, mille molekulid sisaldavad kaksiksidet süsiniku ja hapniku aatomite vahel.
3) formaldehüüd
4) äädikhape
5) glütseriin
Kirjutage vastuseväljale valitud ühenduste numbrid.
Vastus: 34
Ülesanne nr 14
Valige pakutavast loendist kaks ioonsidemetega ainet.
1) hapnik
3) süsinikoksiid (IV)
4) naatriumkloriid
5) kaltsiumoksiid
Kirjutage vastuseväljale valitud ühenduste numbrid.
Vastus: 45
Ülesanne nr 15
Valige pakutavast loendist kaks ainet, mille kristallvõre on sama tüüpi kui teemant.
1) ränidioksiid SiO 2
2) naatriumoksiid Na 2 O
3) süsinikmonooksiid CO
4) valge fosfor P 4
5) räni Si
Kirjutage vastuseväljale valitud ühenduste numbrid.
Vastus: 15
Ülesanne nr 20
Valige esitatud loendist kaks ainet, mille molekulidel on üks kolmikside.
- 1. HCOOH
- 2.HCOH
- 3. C 2 H 4
- 4. N 2
- 5. C 2 H 2
Kirjutage vastuseväljale valitud ühenduste numbrid.
Vastus: 45
Selgitus:
Õige vastuse leidmiseks joonistame esitatud loetelust ühendite struktuurivalemid:
Seega näeme, et lämmastiku ja atsetüleeni molekulides on kolmikside. Need. õiged vastused 45
Ülesanne nr 21
Valige pakutud loendist kaks ainet, mille molekulid sisaldavad kovalentset mittepolaarset sidet.
"Keemiline side" on võre ioonideks lagunemise energia _Ekul = Uresh. MO meetodi põhiprintsiibid. Aatomite AO-de kattumise tüübid. siduvad ja antisiduvad MO-d koos aatomiorbitaalide s ja s pz ning pz px ja px kombinatsiooniga. H?C? C?H. ? - Tõukekoefitsient. Qeff =. Ao. Keemilise sideme põhiteooriad.
"Keemiliste sidemete tüübid" – ioonsete sidemetega ained moodustavad ioonse kristallvõre. Aatomid. Elektronegatiivsus. Valla Haridusasutuse Lütseum nr 18 keemiaõpetaja Kalinina L.A. Ioonid. Näiteks: Na1+ ja Cl1-, Li1+ ja F1- Na1+ + Cl1- = Na(:Cl:) . Kui lisada e -, saab ioon negatiivse laengu. Aatomi raamil on kõrge tugevus.
“Mendelejevi elu” - 18. juulil lõpetas D. I. Mendelejev Tobolski gümnaasiumi. 9. august 1850 – 20. juuni 1855 Pedagoogilises Peainstituudis õppides. "Kui sa nimesid ei tea, siis asjade tundmine sureb." K. Liney. D.I. Mendelejevi elu ja looming. Ivan Pavlovitš Mendelejev (1783-1847), teadlase isa. Perioodilise seaduse avastamine.
"Keemiliste sidemete tüübid" - H3N. Al2O3. Aine struktuur." H2S. MgO. H2. Cu. Mg S.CS2. I. Kirjutage üles ainete valemid: 1.c.N.S. 2.s K.P.S. 3. koos I.S. K.N.S. NaF. C.K.P.S. Määrake keemilise sideme tüüp. Milline molekulidest vastab skeemile: A A?
"Mendelejev" - Dobereineri elementide kolmik. Gaasid. Töö. Elu ja teaduslik saavutus. Elementide perioodilisustabel (pikk vorm). Newlandsi "Oktaavi seadus" Teaduslik tegevus. Lahendused. Uus eluetapp. Mendelejevi elementide süsteemi teine versioon. Osa L. Meyeri elementide tabelist. Perioodilise seaduse avastamine (1869).
"Mendelejevi elu ja looming" - Ivan Pavlovitš Mendelejev (1783 - 1847), teadlase isa. 1834, 27. jaanuar (6. veebruar) – D. I. Mendelejev sündis Siberis Tobolski linnas. 1907, 20. jaanuar (2. veebruar) D. I. Mendelejev suri südame halvatusse. DI. Menedelejev (Lõuna-Kasahstani piirkond, Shymkenti linn). Tööstus. 18. juulil 1849 lõpetas D.I.Mendelejev Tobolski gümnaasiumi.
Puudub ühtne keemiliste sidemete teooria, keemilised sidemed jagunevad tinglikult kovalentseteks (universaalne sideme tüüp), ioonilisteks (kovalentse sideme erijuhtum), metallilisteks ja vesiniksidemeteks.
Kovalentne side
Kovalentse sideme moodustumine on võimalik kolme mehhanismi abil: vahetus, doonor-aktseptor ja daativ (Lewis).
Vastavalt metaboolne mehhanism Kovalentse sideme moodustumine toimub ühiste elektronpaaride jagamise tõttu. Sellisel juhul kipub iga aatom omandama inertgaasist kesta, s.t. saada täielik väline energiatase. Keemilise sideme teket vahetustüübi järgi on kujutatud Lewise valemite abil, milles aatomi iga valentselektron on tähistatud punktidega (joonis 1).
Riis. 1 Kovalentse sideme moodustumine HCl molekulis vahetusmehhanismi abil
Aatomistruktuuri ja kvantmehaanika teooria arenedes on kovalentse sideme teke kujutatud elektrooniliste orbitaalide kattumisena (joonis 2).
Riis. 2. Kovalentse sideme teke elektronpilvede kattumise tõttu
Mida suurem on aatomiorbitaalide kattumine, seda tugevam on side, seda lühem on sideme pikkus ja seda suurem on sideme energia. Kovalentse sideme saab moodustada erinevate orbitaalide kattumisel. S-s, s-p orbitaalide, aga ka d-d, p-p, d-p orbitaalide külgsagaratega kattumise tulemusena tekib sidemete teke. Side tekib risti 2 aatomi tuumasid ühendava joonega. Üks ja üks side on võimelised moodustama mitmekordse (kaksik)kovalentse sideme, mis on iseloomulik alkeenide, alkadieenide jne klassi orgaanilistele ainetele. Üks ja kaks sidet moodustavad kovalentse mitmiksideme, mis on iseloomulik selle klassi orgaanilistele ainetele. alküünidest (atsetüleenidest).
Kovalentse sideme moodustumine poolt doonor-aktseptor mehhanism Vaatame ammooniumkatiooni näidet:
NH3 + H+ = NH4+
7 N 1s 2 2s 2 2p 3
Lämmastikuaatomil on vaba üksik elektronpaar (elektronid, mis ei osale molekulis keemiliste sidemete moodustamises) ja vesinikkatioonil on vaba orbitaal, seega on nad vastavalt elektronide doonor ja aktseptor.
Vaatleme kovalentse sideme moodustumise datiivset mehhanismi kloori molekuli näitel.
17 Cl 1s 2 2s 2 2p 6 3s 2 3p 5
Klooriaatomil on nii vaba üksik elektronpaar kui ka vabad orbitaalid, mistõttu võib sellel olla nii doonori kui ka aktseptori omadused. Seetõttu toimib kloorimolekuli moodustumisel üks klooriaatom doonori ja teine aktseptorina.
Peamine kovalentse sideme omadused on: küllastumine (küllastunud sidemed tekivad siis, kui aatom seob enda külge nii palju elektrone, kui tema valentsusvõimed seda võimaldavad; küllastumata sidemed tekivad siis, kui seotud elektronide arv on väiksem kui aatomi valentsvõimekus); suunalisus (see väärtus on seotud molekuli geomeetriaga ja "sidenurga" mõistega - sidemete vahelise nurgaga).
Iooniline side
Puhta ioonse sidemega ühendeid pole olemas, kuigi selle all mõistetakse aatomite keemiliselt seotud olekut, kus elektronide kogutiheduse täielikul ülekandmisel elektronegatiivsema elemendi aatomile tekib aatomi stabiilne elektrooniline keskkond. Iooniline side on võimalik ainult elektronnegatiivsete ja elektropositiivsete elementide aatomite vahel, mis on vastupidiselt laetud ioonide - katioonide ja anioonide - olekus.
MÄÄRATLUS
Ion on elektriliselt laetud osakesed, mis tekivad elektroni eemaldamisel või aatomile lisamisel.
Elektroni ülekandmisel kalduvad metalli- ja mittemetalliaatomid moodustama oma tuuma ümber stabiilse elektronkihi konfiguratsiooni. Mittemetalli aatom loob oma tuuma ümber järgneva inertgaasi kesta ja metalliaatom eelmise inertgaasi kesta (joonis 3).
Riis. 3. Ioonse sideme moodustamine naatriumkloriidi molekuli näitel
Molekule, milles ioonsed sidemed eksisteerivad puhtal kujul, leidub aine auruolekus. Iooniline side on väga tugev ja seetõttu on selle sidemega ainetel kõrge sulamistemperatuur. Erinevalt kovalentsetest sidemetest ei iseloomusta ioonseid sidemeid suunalisus ja küllastus, kuna ioonide tekitatud elektriväli mõjub sfäärilise sümmeetria tõttu kõigile ioonidele võrdselt.
Metallist ühendus
Metalliline side realiseerub ainult metallides – see on interaktsioon, mis hoiab metalliaatomeid ühes võres. Sideme moodustumisel osalevad ainult kogu selle ruumalasse kuuluvate metalliaatomite valentselektronid. Metallides eemaldatakse elektronid pidevalt aatomitest ja liiguvad läbi kogu metalli massi. Elektronidest ilma jäetud metalliaatomid muutuvad positiivselt laetud ioonideks, mis kalduvad vastu võtma liikuvaid elektrone. See pidev protsess moodustab metalli sees nn "elektrongaasi", mis seob kindlalt kõik metalliaatomid kokku (joonis 4).
Metalliline side on tugev, seetõttu iseloomustab metalle kõrge sulamistemperatuur ning “elektrongaasi” olemasolu annab metallidele vormitavuse ja elastsuse.
vesinikside
Vesinikside on spetsiifiline molekulidevaheline interaktsioon, kuna selle esinemine ja tugevus sõltuvad aine keemilisest olemusest. See moodustub molekulide vahel, milles vesinikuaatom on seotud kõrge elektronegatiivsusega (O, N, S) aatomiga. Vesiniksideme tekkimine sõltub kahest põhjusest: esiteks, elektronegatiivse aatomiga seotud vesinikuaatomil ei ole elektrone ja seda saab hõlpsasti kaasata teiste aatomite elektronpilvedesse, ja teiseks, kuna sellel on valents s-orbitaal, vesinikuaatom on võimeline vastu võtma elektronegatiivse aatomi üksikuid elektronpaare ja moodustama sellega doonor-aktseptormehhanismi kaudu sideme.
