ქიმიური ბმების სახეები. ზოგადი ქიმიის ატომური კრისტალური გისოსის შესავალი

3.3.1 კოვალენტური ბმა არის ორცენტრიანი, ორელექტრონული ბმა, რომელიც წარმოიქმნება ელექტრონული ღრუბლების გადაფარვის შედეგად, რომლებიც ატარებენ დაუწყვილებელ ელექტრონებს ანტიპარალელური სპინებით. როგორც წესი, იგი წარმოიქმნება ერთი ქიმიური ელემენტის ატომებს შორის.

რაოდენობრივად ახასიათებს ვალენტობა. ელემენტის ვალენტობა - ეს არის მისი უნარი შექმნას გარკვეული რაოდენობის ქიმიური ბმები ატომური ვალენტობის ზოლში მდებარე თავისუფალი ელექტრონების გამო.

კოვალენტური ბმა იქმნება მხოლოდ ატომებს შორის მდებარე ელექტრონების წყვილით. მას ეწოდება გაყოფილი წყვილი. ელექტრონების დარჩენილ წყვილებს მარტოხელა წყვილებს უწოდებენ. ისინი ავსებენ ჭურვებს და არ მონაწილეობენ შეკვრაში.ატომებს შორის კავშირი შეიძლება განხორციელდეს არა მხოლოდ ერთი, არამედ ორი და თუნდაც სამი გაყოფილი წყვილით. ასეთ კავშირებს ე.წ ორმაგი და ა.შ Swarm - მრავალი კავშირი.

3.3.1.1 კოვალენტური არაპოლარული ბმა. ბმა, რომელიც მიიღწევა ელექტრონული წყვილების წარმოქმნით, რომლებიც თანაბრად ეკუთვნის ორივე ატომს, ეწოდება კოვალენტური არაპოლარული. ეს ხდება პრაქტიკულად თანაბარი ელექტრონეგატიურობის ატომებს შორის (0.4 > ΔEO > 0) და, შესაბამისად, ელექტრონის სიმკვრივის ერთგვაროვანი განაწილება ჰომობირთვულ მოლეკულებში ატომების ბირთვებს შორის. მაგალითად, H 2, O 2, N 2, Cl 2 და ა.შ. ასეთი ბმების დიპოლური მომენტი არის ნული. CH ბმა გაჯერებულ ნახშირწყალბადებში (მაგალითად, CH 4-ში) ითვლება პრაქტიკულად არაპოლარულად, რადგან ΔEO = 2.5 (C) - 2.1 (H) = 0.4.

3.3.1.2 კოვალენტური პოლარული ბმა.თუ მოლეკულა წარმოიქმნება ორი განსხვავებული ატომისგან, მაშინ ელექტრონული ღრუბლების (ორბიტალების) გადახურვის ზონა გადაინაცვლებს ერთ-ერთი ატომისკენ და ასეთ ბმას ე.წ. პოლარული . ასეთი ბმის შემთხვევაში, ერთ-ერთი ატომის ბირთვთან ელექტრონების პოვნის ალბათობა უფრო მაღალია. მაგალითად, HCl, H 2 S, PH 3.

პოლარული (არასიმეტრიული) კოვალენტური ბმა - კავშირი ატომებს შორის განსხვავებული ელექტრონეგატიურობით (2 > ΔEO > 0.4) და საერთო ელექტრონული წყვილის ასიმეტრიული განაწილებით. როგორც წესი, იგი წარმოიქმნება ორ არამეტალს შორის.

ასეთი ბმის ელექტრონის სიმკვრივე გადადის უფრო ელექტროუარყოფითი ატომისკენ, რაც იწვევს მასზე ნაწილობრივი უარყოფითი მუხტის გამოჩენას (დელტა მინუს) და ნაწილობრივ დადებითი მუხტის (დელტა პლუს) ნაკლებზე. ელექტროუარყოფითი ატომი.

C   Cl   C   O   C  N   O  H  H   .

ელექტრონის გადაადგილების მიმართულება ასევე მითითებულია ისრით:

CCl, CO, CN, OH, CMg.

რაც უფრო დიდია სხვაობა შეკრული ატომების ელექტრონეგატიურობაში, მით უფრო მაღალია ბმის პოლარობა და უფრო დიდია მისი დიპოლური მომენტი. საპირისპირო ნიშნის ნაწილობრივ მუხტებს შორის მოქმედებს დამატებითი მიმზიდველი ძალები. ამიტომ, რაც უფრო პოლარულია კავშირი, მით უფრო ძლიერია იგი.

გარდა პოლარიზება კოვალენტური ბმა აქვს ქონება გაჯერება - ატომის უნარი შექმნას იმდენი კოვალენტური ბმა, რამდენიც მას აქვს ენერგიულად ხელმისაწვდომი ატომური ორბიტალი. კოვალენტური ბმის მესამე თვისებაა მისი მიმართულება.

3.3.2 იონური კავშირი. მისი ფორმირების მამოძრავებელი ძალა არის ატომების იგივე სურვილი ოქტეტის გარსისთვის. მაგრამ ზოგიერთ შემთხვევაში, ასეთი "ოქტეტის" გარსი შეიძლება წარმოიშვას მხოლოდ მაშინ, როდესაც ელექტრონები გადაეცემა ერთი ატომიდან მეორეზე. ამიტომ, როგორც წესი, იონური ბმა იქმნება ლითონსა და არალითონს შორის.

განვიხილოთ, როგორც მაგალითი, რეაქცია ნატრიუმის (3s 1) და ფტორის (2s 2 3s 5) ატომებს შორის. ელექტრონეგატიურობის განსხვავება NaF ნაერთში

EO = 4.0 - 0.93 = 3.07

ნატრიუმი, რომელმაც ფტორს მისცა თავისი 3s 1 ელექტრონი, ხდება Na + იონი და რჩება შევსებული 2s 2 2p 6 გარსით, რომელიც შეესაბამება ნეონის ატომის ელექტრონულ კონფიგურაციას. ფტორი იძენს ზუსტად იგივე ელექტრონულ კონფიგურაციას ნატრიუმის მიერ შემოწირული ერთი ელექტრონის მიღებით. შედეგად, ელექტროსტატიკური მიზიდულობის ძალები წარმოიქმნება საპირისპიროდ დამუხტულ იონებს შორის.

იონური ბმა - პოლარული კოვალენტური კავშირის უკიდურესი შემთხვევა, იონების ელექტროსტატიკური მიზიდულობის საფუძველზე. ასეთი ბმა წარმოიქმნება მაშინ, როდესაც დიდი სხვაობაა შეკრული ატომების ელექტროუარყოფითობაში (EO > 2), როდესაც ნაკლებად ელექტროუარყოფითი ატომი თითქმის მთლიანად თმობს თავის ვალენტურ ელექტრონებს და იქცევა კატიონად, ხოლო სხვა, უფრო ელექტროუარყოფითი ატომი მიმაგრებულია. ეს ელექტრონები და ხდება ანიონი. საპირისპირო ნიშნის იონების ურთიერთქმედება არ არის დამოკიდებული მიმართულებაზე და კულონის ძალებს არ გააჩნიათ გაჯერების თვისება. ამის გამო იონური ბმა არ აქვს სივრცითი ფოკუსირება და გაჯერება , ვინაიდან თითოეული იონი დაკავშირებულია კონტრიონების გარკვეულ რაოდენობასთან (იონის კოორდინაციის ნომერი). ამრიგად, იონურ შეკრულ ნაერთებს არ აქვთ მოლეკულური სტრუქტურა და წარმოადგენენ მყარ ნივთიერებებს, რომლებიც ქმნიან იონურ კრისტალურ გისოსებს, მაღალი დნობისა და დუღილის წერტილებით, ისინი ძალიან პოლარულია, ხშირად მარილის მსგავსი და ელექტრული გამტარი წყალხსნარებში. მაგალითად, MgS, NaCl, A 2 O 3. პრაქტიკულად არ არსებობს ნაერთები წმინდა იონური ბმებით, რადგან გარკვეული რაოდენობის კოვალენტობა ყოველთვის რჩება იმის გამო, რომ ერთი ელექტრონის სრული გადაცემა მეორე ატომში არ შეინიშნება; ყველაზე "იონურ" ნივთიერებებში ბმის იონურობის წილი არ აღემატება 90%-ს. მაგალითად, NaF-ში ბმის პოლარიზაცია არის დაახლოებით 80%.

ორგანულ ნაერთებში იონური ბმები საკმაოდ იშვიათია, რადგან ნახშირბადის ატომი არც კარგავს და არც ელექტრონებს იძენს იონების შესაქმნელად.

ვალენტობა იონური ბმების მქონე ნაერთებში ძალიან ხშირად ხასიათდება ელემენტები ჟანგვის მდგომარეობა , რაც, თავის მხრივ, შეესაბამება ელემენტის იონის მუხტის მნიშვნელობას მოცემულ ნაერთში.

ჟანგვის მდგომარეობა - ეს არის ჩვეულებრივი მუხტი, რომელსაც ატომი იძენს ელექტრონის სიმკვრივის გადანაწილების შედეგად. რაოდენობრივად მას ახასიათებს ნაკლები ელექტრონეგატიური ელემენტიდან უფრო ელექტრონეგატიურზე გადაადგილებული ელექტრონების რაოდენობა. დადებითად დამუხტული იონი წარმოიქმნება ელემენტისგან, რომელმაც დატოვა ელექტრონები, ხოლო უარყოფითი იონი წარმოიქმნება ელემენტისგან, რომელმაც მიიღო ეს ელექტრონები.

ელემენტი, რომელიც მდებარეობს უმაღლესი ჟანგვის მდგომარეობა (მაქსიმალური დადებითი), უკვე დათმო AVZ-ში მდებარე ყველა ვალენტური ელექტრონი. და რადგან მათი რიცხვი განისაზღვრება იმ ჯგუფის რაოდენობით, რომელშიც ელემენტი მდებარეობს, მაშინ უმაღლესი ჟანგვის მდგომარეობა ელემენტების უმეტესობისთვის და თანაბარი იქნება ჯგუფის ნომერი . რაც შეეხება ყველაზე დაბალი ჟანგვის მდგომარეობა (მაქსიმალური უარყოფითი), შემდეგ ის ჩნდება რვა ელექტრონული გარსის ფორმირებისას, ანუ იმ შემთხვევაში, როდესაც AVZ მთლიანად ივსება. ამისთვის არალითონები ის გამოითვლება ფორმულით ჯგუფის ნომერი – 8 . ამისთვის ლითონები ტოლია ნული , რადგან მათ არ შეუძლიათ ელექტრონების მიღება.

მაგალითად, გოგირდის AVZ-ს აქვს ფორმა: 3s 2 3p 4. თუ ატომი დათმობს ყველა ელექტრონს (ექვსს), ის მიიღებს უმაღლეს ჟანგვის მდგომარეობას +6 , ჯგუფის ნომრის ტოლი VI თუ სტაბილური გარსის დასასრულებლად საჭიროა ორი საჭირო, ის შეიძენს ყველაზე დაბალ ჟანგვის მდგომარეობას –2 , ტოლია ჯგუფის ნომერი – 8 = 6 – 8= –2.

3.3.3 ლითონის ბონდი.მეტალების უმეტესობას აქვს მთელი რიგი თვისებები, რომლებიც ზოგადი ხასიათისაა და განსხვავდება სხვა ნივთიერებების თვისებებისგან. ასეთი თვისებებია შედარებით მაღალი დნობის ტემპერატურა, სინათლის არეკვლის უნარი და მაღალი თერმული და ელექტრული გამტარობა. ეს თავისებურებები აიხსნება მეტალებში განსაკუთრებული ტიპის ურთიერთქმედების არსებობით – ლითონის კავშირი.

პერიოდულ სისტემაში მათი პოზიციის შესაბამისად, ლითონის ატომებს აქვთ მცირე რაოდენობის ვალენტური ელექტრონები, რომლებიც საკმაოდ სუსტად არიან მიბმული მათ ბირთვებთან და ადვილად შეიძლება განადგურდნენ მათგან. შედეგად, დადებითად დამუხტული იონები ჩნდება ლითონის კრისტალურ ქსელში, ლოკალიზებულია კრისტალური მედის გარკვეულ პოზიციებზე და დიდი რაოდენობით დელოკალიზებული (თავისუფალი) ელექტრონები, რომლებიც შედარებით თავისუფლად მოძრაობენ დადებითი ცენტრების ველში და ურთიერთობენ ყველა მეტალს შორის. ატომები ელექტროსტატიკური მიზიდულობის გამო.

ეს არის მნიშვნელოვანი განსხვავება მეტალის ობლიგაციებსა და კოვალენტურ ბმებს შორის, რომლებსაც აქვთ მკაცრი ორიენტაცია სივრცეში. მეტალებში შემაკავშირებელი ძალები არ არის ლოკალიზებული ან მიმართული და თავისუფალი ელექტრონები, რომლებიც ქმნიან "ელექტრონულ გაზს" იწვევს მაღალ თერმული და ელექტროგამტარობას. აქედან გამომდინარე, ამ შემთხვევაში შეუძლებელია ობლიგაციების მიმართულებაზე საუბარი, ვინაიდან ვალენტური ელექტრონები თითქმის თანაბრად ნაწილდება მთელ ბროლზე. ეს აიხსნება, მაგალითად, ლითონების პლასტიურობაზე, ანუ იონების და ატომების ნებისმიერი მიმართულებით გადაადგილების შესაძლებლობაზე.

3.3.4 დონორ-აქცეპტორის ობლიგაცია. გარდა კოვალენტური ბმის წარმოქმნის მექანიზმისა, რომლის მიხედვითაც საზიარო ელექტრონული წყვილი წარმოიქმნება ორი ელექტრონის ურთიერთქმედების შედეგად, ასევე არსებობს სპეციალური დონორ-აქცეპტორი მექანიზმი . ის მდგომარეობს იმაში, რომ კოვალენტური ბმა იქმნება უკვე არსებული (მარტოხელა) ელექტრონული წყვილის გადასვლის შედეგად. დონორი (ელექტრონის მიმწოდებელი) დონორის საერთო სარგებლობისთვის და მიმღები (თავისუფალი ატომური ორბიტალის მიმწოდებელი).

ჩამოყალიბების შემდეგ იგი არაფრით განსხვავდება კოვალენტისგან. დონორ-მიმღების მექანიზმი კარგად არის ილუსტრირებული ამონიუმის იონის წარმოქმნის სქემით (სურათი 9) (ვარსკვლავები მიუთითებს აზოტის ატომის გარე დონის ელექტრონებს):

სურათი 9 - ამონიუმის იონის ფორმირების სქემა

აზოტის ატომის ABZ ელექტრონული ფორმულა არის 2s 2 2p 3, ანუ მას აქვს სამი დაუწყვილებელი ელექტრონი, რომლებიც შედიან კოვალენტურ კავშირში წყალბადის სამ ატომთან (1s 1), რომელთაგან თითოეულს აქვს ერთი ვალენტური ელექტრონი. ამ შემთხვევაში წარმოიქმნება ამიაკის მოლეკულა NH 3, რომელშიც შენარჩუნებულია აზოტის მარტოხელა ელექტრონული წყვილი. თუ წყალბადის პროტონი (1s 0), რომელსაც არ აქვს ელექტრონები, უახლოვდება ამ მოლეკულას, მაშინ აზოტი გადასცემს თავის წყვილ ელექტრონებს (დონორს) ამ წყალბადის ატომურ ორბიტალში (მიმღები), რის შედეგადაც წარმოიქმნება ამონიუმის იონი. მასში წყალბადის თითოეული ატომი დაკავშირებულია აზოტის ატომთან საერთო ელექტრონული წყვილით, რომელთაგან ერთი ხორციელდება დონორ-მიმღები მექანიზმის მეშვეობით. მნიშვნელოვანია აღინიშნოს, რომ სხვადასხვა მექანიზმით წარმოქმნილ H-N ობლიგაციებს არ აქვთ რაიმე განსხვავება თვისებებში. ეს ფენომენი განპირობებულია იმით, რომ ბმის ფორმირების მომენტში აზოტის ატომის 2s და 2p ელექტრონების ორბიტალები იცვლიან ფორმას. შედეგად ჩნდება ზუსტად იგივე ფორმის ოთხი ორბიტალი.

დონორები, როგორც წესი, არიან ატომები ელექტრონების დიდი რაოდენობით, მაგრამ მცირე რაოდენობით დაუწყვილებელი ელექტრონებით. II პერიოდის ელემენტებისთვის, აზოტის ატომის გარდა, ასეთი შესაძლებლობა ხელმისაწვდომია ჟანგბადისთვის (ორი მარტოხელა წყვილი) და ფტორისთვის (სამი მარტოხელა წყვილი). მაგალითად, წყალბადის იონი H + წყალხსნარებში არასოდეს არის თავისუფალ მდგომარეობაში, რადგან ჰიდრონიუმის იონი H 3 O + ყოველთვის წარმოიქმნება წყლის მოლეკულებისგან H 2 O და H + იონები. ჰიდრონიუმის იონი იმყოფება ყველა წყალხსნარში. , თუმცა წერის სიმარტივისთვის შემორჩენილია სიმბოლო H+.

3.3.5 წყალბადის ბმა. წყალბადის ატომი, რომელიც დაკავშირებულია ძლიერ ელექტროუარყოფით ელემენტთან (აზოტი, ჟანგბადი, ფტორი და ა. ამრიგად, მას შეუძლია ურთიერთქმედება სხვა ელექტრონეგატიური ატომის (რომელიც იძენს ეფექტურ უარყოფით მუხტს) იმავე (ინტრამოლეკულური ბმა) ან სხვა მოლეკულის (ინტერმოლეკულური ბმა) ელექტრონების მარტოხელა წყვილთან. შედეგად, არსებობს წყალბადის ბმა , რომელიც გრაფიკულად მითითებულია წერტილებით:

ეს ბმა გაცილებით სუსტია, ვიდრე სხვა ქიმიური ბმები (მისი ფორმირების ენერგია არის 10 – 40 კჯ/მოლ) და ძირითადად აქვს ნაწილობრივ ელექტროსტატიკური, ნაწილობრივ დონორ-მიმღები ხასიათი.

წყალბადის ბმა უაღრესად მნიშვნელოვან როლს ასრულებს ბიოლოგიურ მაკრომოლეკულებში, ისეთ არაორგანულ ნაერთებში, როგორიცაა H 2 O, H 2 F 2, NH 3. მაგალითად, O-H ბმები H2O-ში შესამჩნევად პოლარული ხასიათისაა, უარყოფითი მუხტის ჭარბი – ჟანგბადის ატომზე. პირიქით, წყალბადის ატომი იძენს მცირე დადებით მუხტს  + და შეუძლია ურთიერთქმედება მეზობელი წყლის მოლეკულის ჟანგბადის ატომის ელექტრონების მარტოხელა წყვილებთან.

წყლის მოლეკულებს შორის ურთიერთქმედება საკმაოდ ძლიერი გამოდის, რომ წყლის ორთქლშიც კი არის შემადგენლობის დიმერები და ტრიმერები (H 2 O) 2, (H 2 O) 3 და ა.შ. ეს ტიპი შეიძლება გამოჩნდეს:

რადგან ჟანგბადის ატომს აქვს ორი მარტოხელა წყვილი ელექტრონი.

წყალბადის ბმების არსებობა ხსნის წყლის, სპირტების და კარბოქსილის მჟავების მაღალ დუღილის ტემპერატურას. წყალბადის ბმების გამო წყალს ახასიათებს ასეთი მაღალი დნობის და დუღილის ტემპერატურა H 2 E-სთან შედარებით (E = S, Se, Te). წყალბადის ბმები რომ არ არსებობდეს, მაშინ წყალი დნება -100 °C-ზე და ადუღდება –80 °C-ზე. ასოციაციის ტიპიური შემთხვევები შეინიშნება ალკოჰოლებისა და ორგანული მჟავებისთვის.

წყალბადის ბმები შეიძლება მოხდეს როგორც სხვადასხვა მოლეკულებს შორის, ასევე მოლეკულის შიგნით, თუ ეს მოლეკულა შეიცავს დონორის და მიმღების უნარების მქონე ჯგუფებს. მაგალითად, სწორედ ინტრამოლეკულური წყალბადის ბმები თამაშობს მთავარ როლს პეპტიდური ჯაჭვების ფორმირებაში, რომლებიც განსაზღვრავენ ცილების სტრუქტურას. H- ბმები გავლენას ახდენენ ნივთიერების ფიზიკურ და ქიმიურ თვისებებზე.

სხვა ელემენტების ატომები არ ქმნიან წყალბადის ობლიგაციებს , ვინაიდან პოლარული ბმების დიპოლების საპირისპირო ბოლოების ელექტროსტატიკური მიზიდულობის ძალები (O-H, N-H და ა.შ.) საკმაოდ სუსტია და მოქმედებს მხოლოდ მცირე დისტანციებზე. წყალბადი, რომელსაც აქვს ყველაზე პატარა ატომური რადიუსი, საშუალებას აძლევს ასეთ დიპოლებს მიუახლოვდნენ ისე, რომ მიმზიდველი ძალები შესამჩნევი გახდეს. არცერთ სხვა ელემენტს დიდი ატომური რადიუსით არ შეუძლია შექმნას ასეთი ბმები.

3.3.6 ინტერმოლეკულური ურთიერთქმედების ძალები (ვან დერ ვაალის ძალები). 1873 წელს ჰოლანდიელმა მეცნიერმა ი. ვან დერ ვაალსმა გამოთქვა მოსაზრება, რომ არსებობს ძალები, რომლებიც იწვევენ მიზიდულობას მოლეკულებს შორის. ამ ძალებს მოგვიანებით უწოდეს ვან დერ ვაალის ძალები – ინტერმოლეკულური ბმის ყველაზე უნივერსალური ტიპი. ვან დერ ვაალსის ბმის ენერგია წყალბადის ბმაზე ნაკლებია და შეადგენს 2–20 კჯ/∙მოლს.

წარმოქმნის მეთოდიდან გამომდინარე, ძალები იყოფა:

1) ორიენტაციის (დიპოლ-დიპოლური ან იონ-დიპოლური) - გვხვდება პოლარულ მოლეკულებს შორის ან იონებსა და პოლარულ მოლეკულებს შორის. როდესაც პოლარული მოლეკულები უახლოვდებიან ერთმანეთს, ისინი ორიენტირდებიან ისე, რომ ერთი დიპოლის დადებითი მხარე მეორე დიპოლის უარყოფით მხარეზე იყოს ორიენტირებული (სურათი 10).

სურათი 10 - ორიენტაციის ურთიერთქმედება

2) ინდუქცია (დიპოლი - ინდუცირებული დიპოლი ან იონი - ინდუცირებული დიპოლი) - წარმოიქმნება პოლარულ მოლეკულებს ან იონებსა და არაპოლარულ მოლეკულებს შორის, მაგრამ პოლარიზაციის უნარით. დიპოლებს შეუძლიათ გავლენა მოახდინონ არაპოლარულ მოლეკულებზე, აქცევენ მათ მითითებულ (გამოწვეულ) დიპოლებად. (სურათი 11).

სურათი 11 - ინდუქციური ურთიერთქმედება

3) დისპერსიული (ინდუცირებული დიპოლი - ინდუცირებული დიპოლი) - წარმოიქმნება არაპოლარულ მოლეკულებს შორის, რომლებსაც შეუძლიათ პოლარიზაცია. კეთილშობილი გაზის ნებისმიერ მოლეკულაში ან ატომში ხდება ელექტრული სიმკვრივის რყევები, რის შედეგადაც ჩნდება მყისიერი დიპოლები, რაც თავის მხრივ იწვევს მყისიერ დიპოლებს მეზობელ მოლეკულებში. მყისიერი დიპოლების მოძრაობა ხდება თანმიმდევრული, მათი გამოჩენა და დაშლა ხდება სინქრონულად. მყისიერი დიპოლების ურთიერთქმედების შედეგად სისტემის ენერგია მცირდება (სურათი 12).

სურათი 12 - დისპერსიული ურთიერთქმედება

გთხოვთ დამეხმარეთ ქიმიის ამოხსნაში. მიუთითეთ ბმის ტიპი მოლეკულებში NH3, CaCl2, Al2O3, BaS... და მიიღეთ საუკეთესო პასუხი

პასუხი ოლგა ლიაბინასგან[გურუ]
1) NH3 ბონდის ტიპის cov. პოლარული. ბმის ფორმირებაში მონაწილეობს აზოტის სამი დაუწყვილებელი ელექტრონი და წყალბადის ერთი. არ არსებობს პი ობლიგაციები. sp3 ჰიბრიდიზაცია. მოლეკულის ფორმა პირამიდულია (ერთი ორბიტალი არ მონაწილეობს ჰიბრიდიზაციაში, ტეტრაედონი იქცევა პირამიდად)
CaCl2 კავშირის ტიპი იონურია. ბმის ფორმირება მოიცავს ორ კალციუმის ელექტრონს s ორბიტალში, რომლებიც იღებენ ქლორის ორ ატომს და ასრულებენ მათ მესამე დონეს. არ არის pi ბმები, ჰიბრიდიზაციის ტიპი sp. ისინი განლაგებულია სივრცეში 180 გრადუსიანი კუთხით
Al2O3 კავშირის ტიპი იონურია. ალუმინის s და p ორბიტალებიდან სამი ელექტრონი მონაწილეობს ბმის ფორმირებაში, რომელსაც ჟანგბადი იღებს და ასრულებს მის მეორე დონეს. ო=ალ-ო-ალ=ო. ჟანგბადსა და ალუმინს შორის არის pi კავშირი. sp ჰიბრიდიზაციის ტიპი სავარაუდოდ.
ბმის BaS ტიპი იონურია. ბარიუმის ორი ელექტრონი მიიღება გოგირდის მიერ. Ba=S არის ერთი პი ბმა. ჰიბრიდიზაცია sp. ბრტყელი მოლეკულა.
2) AgNO3
ვერცხლი მცირდება კათოდზე
K Ag+ + e = აგ
წყალი იჟანგება ანოდზე
A 2H2O - 4e = O2 + 4H+
ფარადეის კანონის მიხედვით (რაც არ უნდა იყოს...) კათოდზე გამოთავისუფლებული ნივთიერების მასა (მოცულობა) პროპორციულია ხსნარში გამავალი ელექტროენერგიის რაოდენობისა.
m(Ag) = Me/zF *I*t = 32,23 გ
V(O2) = Ve/F *I*t = 1,67 ლ

პასუხი ეხლა 2 პასუხი[გურუ]

გამარჯობა! აქ მოცემულია თემების არჩევანი თქვენს კითხვაზე პასუხებით: დამეხმარეთ ქიმიის ამოხსნაში, გთხოვთ. მიუთითეთ ბმის ტიპი მოლეკულებში NH3, CaCl2, Al2O3, BaS...

.

თქვენ იცით, რომ ატომებს შეუძლიათ ერთმანეთთან შერწყმა და შექმნან როგორც მარტივი, ასევე რთული ნივთიერებები. ამ შემთხვევაში წარმოიქმნება სხვადასხვა სახის ქიმიური ბმები: იონური, კოვალენტური (არაპოლარული და პოლარული), მეტალის და წყალბადის.ელემენტების ატომების ერთ-ერთი ყველაზე არსებითი თვისება, რომელიც განსაზღვრავს რა სახის ბმა იქმნება მათ შორის - იონური თუ კოვალენტური - ეს არის ელექტრონეგატიურობა, ე.ი. ნაერთში ატომების უნარი ელექტრონების მიზიდვაში.

ელექტროუარყოფითობის პირობითი რაოდენობრივი შეფასება მოცემულია ელექტრონეგატიურობის ფარდობითი სკალით.

პერიოდებში შეიმჩნევა ელემენტების ელექტრონეგატიურობის გაზრდის ზოგადი ტენდენცია, ხოლო ჯგუფებში - მათი შემცირების. ელემენტები განლაგებულია ზედიზედ მათი ელექტროუარყოფითობის მიხედვით, რის საფუძველზეც შესაძლებელია სხვადასხვა პერიოდში მდებარე ელემენტების ელექტროუარყოფითობის შედარება.

ქიმიური კავშირის ტიპი დამოკიდებულია იმაზე, თუ რამდენად დიდია განსხვავება ელემენტების დამაკავშირებელი ატომების ელექტრონეგატიურობის მნიშვნელობებში. რაც უფრო მეტად განსხვავდება კავშირის შემქმნელი ელემენტების ატომები ელექტრონეგატიურობით, მით უფრო პოლარულია ქიმიური ბმა. ქიმიური ბმების ტიპებს შორის მკვეთრი საზღვრის დახატვა შეუძლებელია. ნაერთების უმეტესობაში ქიმიური ბმის ტიპი შუალედურია; მაგალითად, მაღალპოლარული კოვალენტური ქიმიური ბმა ახლოს არის იონურ კავშირთან. იმისდა მიხედვით, თუ რომელი შემზღუდველი შემთხვევიდან არის ქიმიური ბმა ბუნებაში უფრო ახლოს, იგი კლასიფიცირდება როგორც იონური ან კოვალენტური პოლარული ბმა.

იონური ბმა.

იონური ბმა იქმნება ატომების ურთიერთქმედებით, რომლებიც მკვეთრად განსხვავდებიან ერთმანეთისგან ელექტრონეგატიურობით.მაგალითად, ტიპიური ლითონები ლითიუმი (Li), ნატრიუმი (Na), კალიუმი (K), კალციუმი (Ca), სტრონციუმი (Sr), ბარიუმი (Ba) ქმნიან იონურ კავშირებს ტიპურ არალითონებთან, ძირითადად ჰალოგენებთან.

ტუტე ლითონის ჰალოიდების გარდა, იონური ბმები ასევე იქმნება ნაერთებში, როგორიცაა ტუტეები და მარილები. მაგალითად, ნატრიუმის ჰიდროქსიდში (NaOH) და ნატრიუმის სულფატში (Na 2 SO 4) იონური ბმები არსებობს მხოლოდ ნატრიუმის და ჟანგბადის ატომებს შორის (დარჩენილი ბმები პოლარული კოვალენტურია).

კოვალენტური არაპოლარული ბმა.

როდესაც ერთნაირი ელექტრონეგატიურობის მქონე ატომები ურთიერთქმედებენ, წარმოიქმნება კოვალენტური არაპოლარული ბმის მქონე მოლეკულები.ასეთი ბმა არსებობს შემდეგი მარტივი ნივთიერებების მოლეკულებში: H 2, F 2, Cl 2, O 2, N 2. ამ აირებში ქიმიური ბმები წარმოიქმნება საერთო ელექტრონული წყვილების მეშვეობით, ე.ი. როდესაც შესაბამისი ელექტრონული ღრუბლები ერთმანეთს ემთხვევა, ელექტრონ-ბირთვული ურთიერთქმედების გამო, რაც ხდება ატომების ერთმანეთთან მიახლოებისას.

ნივთიერებების ელექტრონული ფორმულების შედგენისას უნდა გვახსოვდეს, რომ თითოეული საერთო ელექტრონული წყვილი არის გაზრდილი ელექტრონული სიმკვრივის ჩვეულებრივი სურათი, რომელიც გამოწვეულია შესაბამისი ელექტრონული ღრუბლების გადახურვის შედეგად.

კოვალენტური პოლარული ბმა.

როდესაც ატომები ურთიერთქმედებენ, რომელთა ელექტრონეგატიურობის მნიშვნელობები განსხვავდება, მაგრამ არა მკვეთრად, საერთო ელექტრონული წყვილი გადადის უფრო ელექტროუარყოფით ატომზე.ეს არის ქიმიური ბმის ყველაზე გავრცელებული ტიპი, რომელიც გვხვდება როგორც არაორგანულ, ასევე ორგანულ ნაერთებში.

კოვალენტური ბმები ასევე სრულად მოიცავს იმ ბმებს, რომლებიც წარმოიქმნება დონორ-მიმღები მექანიზმით, მაგალითად, ჰიდრონიუმის და ამონიუმის იონებში.

ლითონის კავშირი.

კავშირს, რომელიც წარმოიქმნება შედარებით თავისუფალი ელექტრონების მეტალის იონებთან ურთიერთქმედების შედეგად, მეტალის ბმა ეწოდება.ამ ტიპის ბმა დამახასიათებელია მარტივი ნივთიერებებისთვის - ლითონებისთვის.

ლითონის ბმის წარმოქმნის პროცესის არსი შემდეგია: ლითონის ატომები ადვილად თმობენ ვალენტურ ელექტრონებს და გადაიქცევიან დადებითად დამუხტულ იონებად. ატომიდან გამოყოფილი შედარებით თავისუფალი ელექტრონები მოძრაობენ დადებით მეტალის იონებს შორის. მათ შორის წარმოიქმნება მეტალის ბმა, ანუ ელექტრონები, თითქოსდა, ცემენტებენ ლითონების კრისტალური მედის დადებით იონებს.

წყალბადის ბმა.

ბმა, რომელიც იქმნება ერთი მოლეკულის წყალბადის ატომებსა და ძლიერ ელექტროუარყოფითი ელემენტის ატომებს შორის(O, N, F) სხვა მოლეკულას წყალბადის ბმა ეწოდება.

შეიძლება გაჩნდეს კითხვა: რატომ აყალიბებს წყალბადი ასეთ სპეციფიკურ ქიმიურ კავშირს?

ეს აიხსნება იმით, რომ წყალბადის ატომური რადიუსი ძალიან მცირეა. გარდა ამისა, მისი ერთადერთი ელექტრონის გადაადგილების ან მთლიანად გაცემისას, წყალბადი იძენს შედარებით მაღალ დადებით მუხტს, რის გამოც ერთი მოლეკულის წყალბადი ურთიერთქმედებს ელექტროუარყოფითი ელემენტების ატომებთან, რომლებსაც აქვთ ნაწილობრივი უარყოფითი მუხტი, რომელიც შედის სხვა მოლეკულების შემადგენლობაში (HF). , H 2 O, NH 3).

მოდით შევხედოთ რამდენიმე მაგალითს. ჩვენ ჩვეულებრივ წარმოვადგენთ წყლის შემადგენლობას ქიმიური ფორმულით H 2 O. თუმცა, ეს მთლად ზუსტი არ არის. უფრო სწორი იქნება წყლის შემადგენლობის აღნიშვნა ფორმულით (H 2 O)n, სადაც n = 2,3,4 და ა.შ. ეს აიხსნება იმით, რომ წყლის ცალკეული მოლეკულები ერთმანეთთან წყალბადის ბმების მეშვეობითაა დაკავშირებული. .

წყალბადის ბმები ჩვეულებრივ აღინიშნება წერტილებით. ის გაცილებით სუსტია ვიდრე იონური ან კოვალენტური ბმები, მაგრამ უფრო ძლიერი ვიდრე ჩვეულებრივი ინტერმოლეკულური ურთიერთქმედება.

წყალბადის ბმების არსებობა ხსნის წყლის მოცულობის ზრდას ტემპერატურის შემცირებით. ეს გამოწვეულია იმით, რომ ტემპერატურის კლებასთან ერთად მოლეკულები ძლიერდებიან და შესაბამისად მცირდება მათი „შეფუთვის“ სიმკვრივე.

ორგანული ქიმიის შესწავლისას გაჩნდა კითხვა: რატომ არის სპირტების დუღილის წერტილები უფრო მაღალი ვიდრე შესაბამისი ნახშირწყალბადები? ეს აიხსნება იმით, რომ ალკოჰოლის მოლეკულებს შორისაც იქმნება წყალბადის ბმები.

ალკოჰოლების დუღილის მატება ასევე ხდება მათი მოლეკულების გადიდების გამო.

წყალბადის კავშირი ასევე დამახასიათებელია მრავალი სხვა ორგანული ნაერთისთვის (ფენოლები, კარბოქსილის მჟავები და სხვ.). ორგანული ქიმიისა და ზოგადი ბიოლოგიის კურსებიდან თქვენ იცით, რომ წყალბადის ბმის არსებობა ხსნის ცილების მეორად სტრუქტურას, დნმ-ის ორმაგი სპირალის სტრუქტურას, ანუ კომპლემენტარობის ფენომენს.

განმარტება

ამიაკი- წყალბადის ნიტრიდი.

ფორმულა - NH 3. მოლური მასა – 17 გ/მოლ.

ამიაკის ფიზიკური თვისებები

ამიაკი (NH 3) არის უფერო გაზი მძაფრი სუნით ("ამიაკის" სუნი), ჰაერზე მსუბუქია, წყალში ძალიან ხსნადი (ერთი მოცულობის წყალი ხსნის 700 მოცულობის ამიაკას). კონცენტრირებული ამიაკის ხსნარი შეიცავს 25% (მასობრივ) ამიაკს და აქვს 0,91 გ/სმ 3 სიმკვრივე.

ამიაკის მოლეკულაში ატომებს შორის ბმები კოვალენტურია. AB 3 მოლეკულის ზოგადი ხედი. აზოტის ატომის ყველა ვალენტური ორბიტალი შედის ჰიბრიდიზაციაში, შესაბამისად, ამიაკის მოლეკულის ჰიბრიდიზაციის ტიპია sp 3. ამიაკს აქვს AB 3 E ტიპის გეომეტრიული სტრუქტურა - ტრიგონალური პირამიდა (ნახ. 1).

ბრინჯი. 1. ამიაკის მოლეკულის სტრუქტურა.

ამიაკის ქიმიური თვისებები

ქიმიურად, ამიაკი საკმაოდ აქტიურია: ის რეაგირებს ბევრ ნივთიერებასთან. ამიაკის "-3" აზოტის დაჟანგვის ხარისხი მინიმალურია, ამიტომ ამიაკი ავლენს მხოლოდ შემცირების თვისებებს.

როდესაც ამიაკი თბება ჰალოგენებით, მძიმე ლითონის ოქსიდებითა და ჟანგბადით, წარმოიქმნება აზოტი:

2NH 3 + 3Br 2 = N 2 + 6HBr

2NH 3 + 3CuO = 3Cu + N 2 + 3H 2 O

4NH 3 +3O 2 = 2N 2 + 6H 2 O

კატალიზატორის თანდასწრებით, ამიაკი შეიძლება დაჟანგდეს აზოტის ოქსიდში (II):

4NH 3 + 5O 2 = 4NO + 6H 2 O (კატალიზატორი - პლატინა)

VI და VII ჯგუფების არალითონების წყალბადის ნაერთებისგან განსხვავებით, ამიაკი არ ავლენს მჟავე თვისებებს. ამასთან, წყალბადის ატომებს მის მოლეკულაში ჯერ კიდევ შეუძლიათ ლითონის ატომებით ჩანაცვლება. როდესაც წყალბადი მთლიანად ცვლის მეტალს, წარმოიქმნება ნაერთები, რომლებსაც ნიტრიდები ეწოდება, რომლებიც ასევე შეიძლება მიღებულ იქნეს აზოტის პირდაპირი ურთიერთქმედებით მეტალთან მაღალ ტემპერატურაზე.

ამიაკის ძირითადი თვისებები განპირობებულია აზოტის ატომზე ელექტრონების მარტოხელა წყვილის არსებობით. წყალში ამიაკის ხსნარი ტუტეა:

NH 3 + H 2 O ↔ NH 4 OH ↔ NH 4 + + OH —

როდესაც ამიაკი ურთიერთქმედებს მჟავებთან, წარმოიქმნება ამონიუმის მარილები, რომლებიც გაცხელებისას იშლება:

NH 3 + HCl = NH 4 Cl

NH 4 Cl = NH 3 + HCl (როდესაც გაცხელდება)

ამიაკის წარმოება

არსებობს ამიაკის წარმოების სამრეწველო და ლაბორატორიული მეთოდები. ლაბორატორიაში ამიაკი მიიღება ტუტეების მოქმედებით ამონიუმის მარილების ხსნარებზე გაცხელებისას:

NH 4 Cl + KOH = NH 3 + KCl + H 2 O

NH 4 + + OH - = NH 3 + H 2 O

ეს რეაქცია თვისებრივია ამონიუმის იონებისთვის.

ამიაკის გამოყენება

ამიაკის წარმოება მსოფლიოში ერთ-ერთი ყველაზე მნიშვნელოვანი ტექნოლოგიური პროცესია. მსოფლიოში ყოველწლიურად დაახლოებით 100 მილიონი ტონა ამიაკი იწარმოება. ამიაკი გამოიყოფა თხევადი სახით ან 25%-იანი წყალხსნარის - ამიაკის წყლის სახით. ამიაკის გამოყენების ძირითადი სფეროებია აზოტის მჟავას წარმოება (შემდეგში აზოტის შემცველი მინერალური სასუქების წარმოება), ამონიუმის მარილები, შარდოვანა, ჰექსამინი, სინთეზური ბოჭკოები (ნეილონი და ნეილონი). ამიაკი გამოიყენება როგორც მაცივარი სამრეწველო სამაცივრო დანაყოფებში და როგორც მათეთრებელი საშუალება ბამბის, მატყლის და აბრეშუმის გაწმენდისა და შეღებვისას.

პრობლემის გადაჭრის მაგალითები

მაგალითი 1

ვარჯიში	რამდენია ამიაკის მასა და მოცულობა, რომელიც საჭირო იქნება 5 ტონა ამონიუმის ნიტრატის წარმოებისთვის?
გამოსავალი	მოდით დავწეროთ ამიაკისა და აზოტის მჟავისგან ამონიუმის ნიტრატის წარმოქმნის რეაქციის განტოლება: NH 3 + HNO 3 = NH 4 NO 3 რეაქციის განტოლების მიხედვით ამონიუმის ნიტრატის ნივთიერების რაოდენობა უდრის 1 მოლ - v(NH 4 NO 3) = 1 მოლი. შემდეგ, ამონიუმის ნიტრატის მასა გამოითვლება რეაქციის განტოლებიდან: m(NH 4 NO 3) = v(NH 4 NO 3) × M (NH 4 NO 3); m(NH 4 NO 3) = 1×80 = 80 ტ რეაქციის განტოლების მიხედვით ამიაკის ნივთიერების რაოდენობა ასევე უდრის 1 მოლ - v(NH 3) = 1 მოლი. შემდეგ, ამიაკის მასა გამოითვლება განტოლებით: m(NH3) = v(NH3)×M(NH3); m(NH 3) = 1×17 = 17 ტ მოდით გავაკეთოთ პროპორცია და ვიპოვოთ ამიაკის მასა (პრაქტიკული): x გ NH 3 – 5 t NH 4 NO 3 17 ტ NH 3 – 80 ტ NH 4 NO 3 x = 17×5/80 = 1.06 m(NH 3) = 1,06 ტ მოდით გავაკეთოთ მსგავსი პროპორცია ამიაკის მოცულობის საპოვნელად: 1,06 გ NH 3 – x l NH 3 17 ტ NH 3 – 22,4×10 3 მ 3 NH 3 x = 22,4×10 3 ×1,06 /17 = 1,4×10 3 V(NH 3) = 1,4 × 10 3 მ 3
უპასუხე	ამიაკის მასა - 1,06 ტ, ამიაკის მოცულობა - 1,4×10 მ