169338 0
Her atomun belirli sayıda elektronu vardır.
Kimyasal reaksiyonlara girerken atomlar elektron verir, kazanır veya paylaşarak en kararlı elektronik konfigürasyona ulaşır. En düşük enerjiye sahip konfigürasyonun (soy gaz atomlarında olduğu gibi) en kararlı olduğu ortaya çıkar. Bu modele “sekizli kural” denir (Şekil 1).
Pirinç. 1.
Bu kural herkes için geçerlidir bağlantı türleri. Atomlar arasındaki elektronik bağlantılar, en basit kristallerden en sonunda canlı sistemler oluşturan karmaşık biyomoleküllere kadar kararlı yapılar oluşturmalarına olanak tanır. Sürekli metabolizmaları nedeniyle kristallerden farklıdırlar. Aynı zamanda birçok kimyasal reaksiyon mekanizmalara göre ilerlemektedir. elektronik aktarım Vücuttaki enerji süreçlerinde kritik bir rol oynayanlar.
Kimyasal bağ, iki veya daha fazla atomu, iyonu, molekülü veya bunların herhangi bir kombinasyonunu bir arada tutan kuvvettir..
Kimyasal bağın doğası evrenseldir: negatif yüklü elektronlar ile pozitif yüklü çekirdekler arasındaki, atomların dış kabuğundaki elektronların konfigürasyonuyla belirlenen elektrostatik bir çekim kuvvetidir. Bir atomun kimyasal bağ oluşturma yeteneğine denir değerlik, veya paslanma durumu. Kavramı değerlik elektronları- kimyasal bağlar oluşturan, yani en yüksek enerji yörüngelerinde bulunan elektronlar. Buna göre atomun bu yörüngeleri içeren dış kabuğuna denir. değerlik kabuğu. Şu anda kimyasal bir bağın varlığını belirtmek yeterli değildir, ancak türünü açıklığa kavuşturmak gerekir: iyonik, kovalent, dipol-dipol, metalik.
İlk bağlantı türüiyonik bağlantı
Lewis ve Kossel'in elektronik değerlik teorisine göre atomlar kararlı bir elektronik konfigürasyona iki şekilde ulaşabilirler: Birincisi, elektronları kaybederek, katyonlar ikincisi, onları elde etmek, dönüştürmek anyonlar. Elektron transferi sonucunda zıt işaretli yüklere sahip iyonlar arasındaki elektrostatik çekim kuvveti nedeniyle Kossel'in " elektrovalent"(Şimdi çağırdı iyonik).
Bu durumda anyonlar ve katyonlar dolu bir dış elektron kabuğu ile kararlı bir elektronik konfigürasyon oluşturur. Tipik iyonik bağlar, periyodik sistemin T ve II gruplarının katyonlarından ve VI ve VII gruplarının metalik olmayan elementlerinin anyonlarından oluşur (sırasıyla 16 ve 17 alt grup, kalkojenler Ve halojenler). İyonik bileşiklerin bağları doymamış ve yönsüz olduğundan diğer iyonlarla elektrostatik etkileşim olasılığını korurlar. İncirde. Şekil 2 ve 3, Kossel elektron transfer modeline karşılık gelen iyonik bağların örneklerini göstermektedir.
Pirinç. 2.
Pirinç. 3. Sofra tuzu (NaCl) molekülündeki iyonik bağ
Burada maddelerin doğadaki davranışını açıklayan bazı özellikleri hatırlamak, özellikle de şu düşünceyi dikkate almak yerinde olacaktır: asitler Ve sebepler.
Tüm bu maddelerin sulu çözeltileri elektrolitlerdir. Farklı renk değiştiriyorlar göstergeler. Göstergelerin etki mekanizması F.V. Ostwald. Göstergelerin, rengi ayrışmamış ve ayrışmamış hallerde farklılık gösteren zayıf asitler veya bazlar olduğunu gösterdi.
Bazlar asitleri nötralize edebilir. Bazların tümü suda çözünmez (örneğin, OH grupları içermeyen bazı organik bileşikler çözünmez, özellikle trietilamin N(C2H5)3); çözünür bazlara denir alkaliler.
Asitlerin sulu çözeltileri karakteristik reaksiyonlara girer:
a) metal oksitlerle - tuz ve su oluşumuyla;
b) metallerle - tuz ve hidrojen oluşumuyla;
c) karbonatlarla - tuz oluşumuyla, CO 2 ve N 2 Ö.
Asitlerin ve bazların özellikleri çeşitli teorilerle açıklanmaktadır. S.A.'nın teorisine göre. Arrhenius, asit iyonlara ayrışan bir maddedir N+, baz iyon oluştururken O- . Bu teori, hidroksil grupları olmayan organik bazların varlığını hesaba katmaz.
Uyarınca proton Brønsted ve Lowry'nin teorisine göre asit, proton veren moleküller veya iyonlar içeren bir maddedir ( bağışçılar protonlar) ve baz, protonları kabul eden moleküllerden veya iyonlardan oluşan bir maddedir ( kabul edenler protonlar). Sulu çözeltilerde hidrojen iyonlarının hidratlı formda, yani hidronyum iyonları formunda bulunduğunu unutmayın. H3O+ . Bu teori, yalnızca su ve hidroksit iyonlarıyla değil, aynı zamanda bir çözücünün yokluğunda veya sulu olmayan bir çözücüyle gerçekleştirilen reaksiyonları da açıklar.
Örneğin amonyak arasındaki reaksiyonda N.H. 3 (zayıf baz) ve gaz fazında hidrojen klorür, katı amonyum klorür oluşur ve iki maddenin denge karışımında her zaman ikisi asit, diğer ikisi baz olmak üzere 4 parçacık bulunur:
Bu denge karışımı iki eşlenik asit ve baz çiftinden oluşur:
1)N.H. 4+ ve N.H. 3
2) HC1 Ve Cl ‑
Burada her eşlenik çiftte asit ve baz bir proton kadar farklılık gösterir. Her asitin bir konjuge bazı vardır. Güçlü bir asidin zayıf bir konjuge bazı vardır ve zayıf bir asidin güçlü bir konjuge bazı vardır.
Brønsted-Lowry teorisi, suyun biyosferin yaşamındaki benzersiz rolünü açıklamaya yardımcı olur. Su, etkileşime girdiği maddeye bağlı olarak asit veya baz özellikleri gösterebilir. Örneğin, sulu asetik asit çözeltileri ile reaksiyonlarda su bir bazdır ve sulu amonyak çözeltileri ile reaksiyonlarda bir asittir.
1) CH3COOH + H2O ↔ H3O + + CH 3 COO- . Burada bir asetik asit molekülü, bir su molekülüne bir proton bağışlıyor;
2) NH3 + H2O ↔ NH4 + + O- . Burada bir amonyak molekülü, bir su molekülünden bir protonu kabul eder.
Böylece su iki eşlenik çift oluşturabilir:
1) H2O(asit) ve O- (eşlenik baz)
2) H3O+ (asit) ve H2O(eşlenik baz).
İlk durumda su bir proton verir, ikincisinde ise onu kabul eder.
Bu özelliğe denir amfiprotonizm. Hem asit hem baz olarak tepkimeye girebilen maddelere denir amfoterik. Bu tür maddeler genellikle canlı doğada bulunur. Örneğin amino asitler hem asitlerle hem de bazlarla tuz oluşturabilirler. Bu nedenle peptitler, mevcut metal iyonlarıyla kolayca koordinasyon bileşikleri oluşturur.
Bu nedenle, iyonik bir bağın karakteristik bir özelliği, bağlanan elektronların çekirdeklerden birine tam hareketidir. Bu, iyonlar arasında elektron yoğunluğunun neredeyse sıfır olduğu bir bölge olduğu anlamına gelir.
İkinci bağlantı türü isekovalent bağlantı
Atomlar, elektronları paylaşarak kararlı elektronik konfigürasyonlar oluşturabilirler.
Böyle bir bağ, bir çift elektronun teker teker paylaşılmasıyla oluşur herkesten atom. Bu durumda paylaşılan bağ elektronları atomlar arasında eşit olarak dağıtılır. Kovalent bağların örnekleri şunları içerir: homonükleer iki atomlu H molekülleri 2 , N 2 , F 2. Allotroplarda aynı tür bağlantı bulunur Ö 2 ve ozon Ö 3 ve çok atomlu bir molekül için S 8 ve ayrıca heteronükleer moleküller hidrojen klorür HC1, karbon dioksit CO 2, metan CH 4, etanol İLE 2 N 5 O, sülfür hekzaflorid SF 6, asetilen İLE 2 N 2. Bu moleküllerin tümü aynı elektronları paylaşır ve bağları aynı şekilde doyurulur ve yönlendirilir (Şekil 4).
Biyologlar için çift ve üçlü bağların, tekli bağa kıyasla daha düşük kovalent atom yarıçapına sahip olması önemlidir.
Pirinç. 4. Cl2 molekülündeki kovalent bağ.
İyonik ve kovalent bağ türleri, mevcut birçok kimyasal bağ türünün iki uç örneğidir ve pratikte bağların çoğu orta düzeydedir.
Periyodik sistemin aynı veya farklı periyotlarının zıt uçlarında bulunan iki elementin bileşikleri ağırlıklı olarak iyonik bağlar oluşturur. Elementler bir periyotta birbirine yaklaştıkça bileşiklerinin iyonik yapısı azalır ve kovalent karakter artar. Örneğin, periyodik tablonun sol tarafındaki elementlerin halojenürleri ve oksitleri ağırlıklı olarak iyonik bağlar oluşturur ( NaCl, AgBr, BaSO 4, CaCO 3, KNO 3, CaO, NaOH) ve tablonun sağ tarafındaki elementlerin aynı bileşikleri kovalenttir ( H 2 O, CO 2, NH 3, NO 2, CH 4, fenol C6H5OH, glikoz C 6 H 12 Ç 6, etanol C 2 H 5 OH).
Kovalent bağın ise bir modifikasyonu daha vardır.
Çok atomlu iyonlarda ve karmaşık biyolojik moleküllerde her iki elektron da yalnızca bir atom. denir bağışçı elektron çifti. Bu elektron çiftini bir donörle paylaşan atoma denir. akseptör elektron çifti. Bu tip kovalent bağa denir koordinasyon (bağışçı-alıcı, veyadatif) iletişim(Şekil 5). Bu tür bir bağ, biyoloji ve tıp için çok önemlidir, çünkü metabolizma için en önemli olan d-elementlerin kimyası büyük ölçüde koordinasyon bağları ile tanımlanır.
İncir. 5.
Kural olarak, karmaşık bir bileşikte metal atomu, bir elektron çiftinin alıcısı olarak hareket eder; aksine iyonik ve kovalent bağlarda metal atomu bir elektron donörüdür.
Kovalent bağın özü ve çeşitliliği - koordinasyon bağı - GN tarafından önerilen başka bir asit ve baz teorisi yardımıyla açıklığa kavuşturulabilir. Lewis. Brønsted-Lowry teorisine göre "asit" ve "baz" terimlerinin anlamsal kavramını bir miktar genişletti. Lewis'in teorisi, karmaşık iyonların oluşumunun doğasını ve maddelerin nükleofilik ikame reaksiyonlarına, yani CS oluşumuna katılımını açıklar.
Lewis'e göre asit, bir bazdan bir elektron çifti alarak kovalent bağ oluşturabilen bir maddedir. Lewis bazı, elektron bağışlayarak Lewis asidi ile kovalent bir bağ oluşturan, yalnız elektron çiftine sahip bir maddedir.
Yani Lewis'in teorisi asit-baz reaksiyonlarının kapsamını protonların hiç katılmadığı reaksiyonlara kadar genişletiyor. Üstelik bu teoriye göre protonun kendisi de bir asittir çünkü bir elektron çiftini kabul edebilmektedir.
Dolayısıyla bu teoriye göre katyonlar Lewis asitleri, anyonlar ise Lewis bazlarıdır. Bir örnek aşağıdaki reaksiyonlar olabilir:
Yukarıda, kovalent moleküllerde metal atomlarından alıcı atomlara tam elektron transferi meydana gelmediğinden, maddelerin iyonik ve kovalent olarak bölünmesinin göreceli olduğu belirtilmişti. İyonik bağa sahip bileşiklerde her iyon, zıt işaretli iyonların elektrik alanında olduğundan karşılıklı olarak polarize olur ve kabukları deforme olur.
Polarize edilebilirlik iyonun elektronik yapısı, yükü ve boyutuna göre belirlenir; anyonlar için katyonlardan daha yüksektir. Katyonlar arasında en yüksek polarize edilebilirlik, daha büyük yüklü ve daha küçük boyutlu katyonlar içindir; örneğin, Hg 2+, Cd 2+, Pb 2+, Al 3+, Tl 3+. Güçlü bir polarizasyon etkisine sahiptir N+ . İyon polarizasyonunun etkisi iki yönlü olduğundan oluşturdukları bileşiklerin özelliklerini önemli ölçüde değiştirir.
Üçüncü bağlantı türü isedipol-dipol bağlantı
Listelenen iletişim türlerine ek olarak dipol-dipol de vardır. moleküller arası etkileşimler de denir van der Waals .
Bu etkileşimlerin gücü moleküllerin doğasına bağlıdır.
Üç tür etkileşim vardır: kalıcı dipol - kalıcı dipol ( dipol-dipol cazibe); kalıcı dipol - indüklenen dipol ( tümevarım cazibe); anlık dipol - indüklenen dipol ( dağıtıcı cazibe veya Londra kuvvetleri; pirinç. 6).
Pirinç. 6.
Yalnızca polar kovalent bağları olan moleküllerin dipol-dipol momenti vardır ( HCl, NH3, S02, H20, C6H5Cl) ve bağ gücü 1-2'dir Debaya(1D = 3,338 × 10‑30 coulomb metre - C × m).
Biyokimyada başka bir tür bağlantı daha vardır: hidrojen sınırlayıcı bir durum olan bağlantı dipol-dipol cazibe. Bu bağ, bir hidrojen atomu ile küçük bir elektronegatif atom (çoğunlukla oksijen, flor ve nitrojen) arasındaki çekimle oluşur. Benzer elektronegatifliğe sahip büyük atomlarda (klor ve kükürt gibi) hidrojen bağı çok daha zayıftır. Hidrojen atomu önemli bir özelliğiyle diğerlerinden ayrılır: Bağ elektronları çekildiğinde çekirdeği (proton) açığa çıkar ve artık elektronlar tarafından korunmaz.
Bu nedenle atom büyük bir dipole dönüşür.
Van der Waals bağından farklı olarak bir hidrojen bağı yalnızca moleküller arası etkileşimler sırasında değil aynı zamanda bir molekül içinde de oluşur. moleküliçi hidrojen bağı. Hidrojen bağları biyokimyada önemli bir rol oynar, örneğin proteinlerin yapısını a-sarmal formunda stabilize etmek veya DNA'nın çift sarmalının oluşumu için (Şekil 7).
Şekil 7.
Hidrojen ve van der Waals bağları iyonik, kovalent ve koordinasyon bağlarından çok daha zayıftır. Moleküller arası bağların enerjisi tabloda gösterilmiştir. 1.
Tablo 1. Moleküller arası kuvvetlerin enerjisi
Not: Moleküller arası etkileşimlerin derecesi erime ve buharlaşma (kaynama) entalpisi ile yansıtılır. İyonik bileşikler, iyonları ayırmak için molekülleri ayırmaktan çok daha fazla enerji gerektirir. İyonik bileşiklerin erime entalpisi moleküler bileşiklerinkinden çok daha yüksektir.
Dördüncü bağlantı türü isemetal bağlantı
Son olarak başka bir tür moleküller arası bağ daha vardır: metal: metal bir kafesin pozitif iyonlarının serbest elektronlarla bağlantısı. Bu tür bir bağlantı biyolojik nesnelerde oluşmaz.
Bağ türlerinin kısa bir incelemesinden bir ayrıntı netleşir: Bir metal atomunun veya iyonunun (bir elektron vericisi) ve bir atomun (elektron alıcısı) önemli bir parametresi, onun boyut.
Ayrıntılara girmeden, periyodik sistemin gruplarında atom sayıları arttıkça atomların kovalent yarıçaplarının, metallerin iyonik yarıçaplarının ve etkileşen moleküllerin van der Waals yarıçaplarının arttığını not ediyoruz. Bu durumda iyon yarıçaplarının değerleri en küçük, van der Waals yarıçapları ise en büyüğüdür. Kural olarak, grupta aşağı doğru ilerledikçe hem kovalent hem de van der Waals olmak üzere tüm elementlerin yarıçapları artar.
Biyologlar ve doktorlar için en büyük öneme sahip olan Koordinasyon(bağışçı-alıcı) koordinasyon kimyası tarafından dikkate alınan bağlar.
Tıbbi biyoinorganikler. G.K. Baraşkov
Kimyasal bağ.
Egzersizler.
1. Aşağıdaki maddelerdeki kimyasal bağın türünü belirleyin:
Madde | Fosfor klorür | Sülfürik asit | |||
İletişim türü | |||||
Madde | Baryum oksit | ||||
İletişim türü |
2. Vurgu içinde bulunan maddeler Moleküller Arasında var hidrojen bağı:
kükürt dioksit; buz; ozon; etanol; etilen; asetik asit; hidrojen florid.
3. Nasıl etkiliyorlar bağ uzunluğu, gücü ve polaritesi- atom yarıçapları, elektronegatiflikleri, bağ çokluğu?
A) Yarıçap ne kadar büyükse bağ oluşturan atomlar yani bağlantı uzunluğu _______
B) Çokluk ne kadar yüksek olursa (tekli, ikili veya üçlü) bağlar, yani kuvvet ____________________
V) Elektronegatiflik farkı ne kadar büyük olursa iki atom arasındaki bağın polaritesi ____________
4. Karşılaştırmak Moleküllerdeki bağların uzunluğu, kuvveti ve polaritesi:
a) bağ uzunluğu: HCl ___HBr
b) bağ kuvveti PH3_______NH3
c) CCl4 bağının polaritesi ______CH4
d) bağ kuvveti: N2 _______O2
e) etilen ve asetilendeki karbon atomları arasındaki bağ uzunluğu: __________
f) NH3_________H2O'daki bağların polaritesi
Testler. A4.Kimyasal bağ.
1. Bir atomun değerliği
1) bir bileşikte belirli bir atomun oluşturduğu kimyasal bağların sayısı
2) atomun oksidasyon durumu
3) Verilen veya alınan elektronların sayısı
4) En yakın inert gazın elektron konfigürasyonunu elde etmek için eksik olan elektron sayısı
A. Kimyasal bir bağ oluştuğunda daima enerji açığa çıkar
B. Çift bağın enerjisi tek bağınkinden daha azdır.
1) yalnızca A doğrudur 2) yalnızca B doğrudur 3) her iki yargı da doğrudur 4) her iki yargı da yanlış
3. Birleşerek oluşan maddelerde birebir aynı atomlar, kimyasal bağ
1) iyonik 2) kovalent polar 3) hidrojen 4) kovalent polar olmayan
4. Kovalent polar ve kovalent polar olmayan bağa sahip bileşikler sırasıyla
1) su ve hidrojen sülfür 2) potasyum bromür ve nitrojen
5. Paylaşılan elektron çifti nedeniyle bileşikte kimyasal bir bağ oluşur
1) KI 2) HBr 3) Li2O 4) NaBr
6. Tüm bağların kovalent olduğu bir çift madde seçin:
1) NaCl, HCl 2) CO2, BaO 3) CH3Cl, CH3Na 4) SO2, NO2
7. Polar kovalent bağa sahip bir madde aşağıdaki formüle sahiptir:
1)KCl 2)HBr 3)P4 4)CaCl2
8. İyonik kimyasal bağa sahip bileşik
1) fosfor klorür 2) potasyum bromür 3) nitrojen oksit (II) 4) baryum
9. Amonyak ve baryum klorürde kimyasal bağ sırasıyla
1) iyonik ve kovalent polar 2) kovalent polar olmayan ve iyonik 3) kovalent polar ve iyonik 4) kovalent polar olmayan ve metalik
10. Kovalent polar bağa sahip maddeler
1) kükürt oksit (IV) 2) oksijen 3) kalsiyum hidrit 4) elmas
11. Hangi seri yalnızca polar kovalent bağlara sahip maddeleri listeler:
1) CH4 H2 Cl2 2) NH3 HBr CO2 3) PCl3 KCl CCl4 4) H2S SO2 LiF
12. Yalnızca iyonik bağ içeren maddeler hangi seride listelenir:
1) F2O LiF SF4 2) PCl3 NaCl CO2 3) KF Li2O BaCl2 4) CaF2 CH4 CCl4
13. İyonik bağa sahip bir bileşik oluşur etkileşimde bulunurken
1) CH4 ve O2 2) NH3 ve HCl 3) C2H6 ve HNO3 4) SO3 ve H2O
14. Hangi maddedeki tüm kimyasal bağlar polar değildir?
1) Elmas 2) Karbon monoksit (IV) 3) Altın 4) Metan
15. Seri numarası 15 ve 53 olan elemanlar arasında oluşan bağlantı
1) iyonik 2) metal
3) kovalent polar olmayan 4) kovalent polar
16. Hidrojen bağı oluşturulmuş arasında moleküller
1) etan 2) benzen 3) hidrojen 4) etanol
17. Hangi maddeyi içerir hidrojen bağları?
1) Hidrojen sülfür 2) Buz 3) Hidrojen bromür 4) Benzen
18.Hangi madde hem iyonik hem de kovalent kimyasal bağlar içerir?
1) Sodyum klorür 2) Hidrojen klorür 3) Sodyum sülfat 4) Fosforik asit
19. Moleküldeki kimyasal bağ daha belirgin iyonik karaktere sahiptir
1) lityum bromür 2) bakır klorür 3) kalsiyum karbür 4) potasyum florür
20. Üç ortak elektron çifti, 1) nitrojen 2) hidrojen sülfit 3) metan 4) klor molekülünde kovalent bir bağ oluşturur
21. Su molekülünde kimyasal bağların oluşumunda kaç elektron yer alır?4) 18
22. Molekül dört kovalent bağ içerir: 1) CO2 2) C2H4 3) P4 4) C3H4
23. Moleküllerdeki bağ sayısı bir seri halinde artar
1) CHCl3, CH4 2) CH4, SO3 3) CO2, CH4 4) SO2, NH3
24. Hangi bileşikte atomlar arasında kovalent bağ oluşur? bağışçı-alıcı mekanizmasıyla? 1) KCl 2) CCl4 3) NH4Cl 4) CaCl2
25. Aşağıdaki moleküllerden hangisinin atomlara ayrışması en az enerji gerektirir? 1) YÜKSEK 2) H2 3) O2 4) CO
26. Bağlanma enerjisinin en yüksek olduğu molekülü belirtiniz:
1) N≡N 2) H-H 3) O=O 4) H-F
27. Kimyasal bağın en kuvvetli olduğu molekülü belirtiniz:
1) HF 2) HCl 3) HBr 4) HI
28. Kimyasal bağın uzunluğundaki artışla karakterize edilen bir seriyi belirtin
1)O2, N2, F2, Cl2 2)N2, O2, F2, Cl2 3)F2, N2, O2, Cl2 4)N2, O2, Cl2, F2
29. Seride E-O bağının uzunluğu artar
1) silikon oksit (IV), karbon oksit (IV)
2) kükürt(IV) oksit, tellür(IV) oksit
3) stronsiyum oksit, berilyum oksit
4) kükürt oksit(IV), karbon monoksit(IV)
30. CH4 – SiH4 dizisinde meydana gelir arttırmak
1) bağ kuvveti 2) oksidatif özellikler
3) bağ uzunlukları 4) bağ polariteleri
31. Moleküller artan bağ polaritesine göre hangi sırada düzenlenmiştir?
1) HF, HCl, HBr 2) H2Se, H2S, H2O 3) NH3, PH3, AsH3 4) CO2, CS2, CSe2
32. Bir moleküldeki en polar kovalent bağ:
1) CH4 2) CF4 3) CCl4 4) CBr4
33. Polaritenin arttığı seriyi belirtiniz:
1)AgF, F2, HF 2)Cl2, HCl, NaCl 3)CuO, CO, O2 4) KBr, NaCl, KF
Kovalent kimyasal bağ, çeşitleri ve oluşum mekanizmaları. Kovalent bağların özellikleri (polarite ve bağ enerjisi). İyonik bağ. Metal bağlantı. Hidrojen bağı.
1. Amonyak ve baryum klorürde kimyasal bağ sırasıyla
1) iyonik ve kovalent polar
2) kovalent polar ve iyonik
3) kovalent polar olmayan ve metalik
4) kovalent polar olmayan ve iyonik
2. Yalnızca iyonik bağ içeren maddeler aşağıdaki seride listelenmiştir:
1) F2, CCl4, KS1
2) NaBr, Na2O, KI
3. Etkileşim sonucu iyonik bağı olan bir bileşik oluşur
3) C2H6 ve HNO3
4. Tüm maddeler hangi seride polar kovalent bağa sahiptir?
1) HCl, NaCl. Cl2
4) NaBr. HBr. CO
5. Sadece kovalent polariteye sahip maddelerin formülleri hangi seridedir?
1) C12, NO2, HC1
6. Kovalent polar olmayan bağ,
1) C12 2) SO3 3) CO 4) SiO2
7. Polar kovalent bağı olan bir madde
1) C12 2) NaBr 3) H2S 4) MgCl2
8. Kovalent bağa sahip bir madde
1) CaC12 2) MgS 3) H2S 4) NaBr
9. Kovalent polar olmayan bağa sahip bir madde aşağıdaki formüle sahiptir:
1) NH3 2) Cu 3) H2S 4) I2
10. Polar olmayan kovalent bağlara sahip maddeler
1) su ve elmas
2) hidrojen ve klor
3) bakır ve nitrojen
4) brom ve metan
11. Aynı bağıl elektronegatifliğe sahip atomlar arasında kimyasal bir bağ oluşur
2) kovalent polar
3) kovalent polar olmayan
4) hidrojen
12. Kovalent polar bağlar karakteristiktir
1) KC1 2) HBr 3) P4 4) CaCl2
13. Elektronları katmanlar arasında şu şekilde dağılmış olan atomdaki bir kimyasal element: 2, 8, 8, 2, hidrojen ile kimyasal bir bağ oluşturur
1) kovalent polar
2) kovalent polar olmayan
4) maden
14. Hangi maddenin molekülünde karbon atomları arasındaki bağ en uzun uzunluktadır?
1) asetilen 2) etan 3) eten 4) benzen
15. Üç ortak elektron çifti bir molekülde kovalent bir bağ oluşturur
2) hidrojen sülfür
16. Moleküller arasında hidrojen bağları oluşur
1) dimetil eter
2) metanol
3) etilen
4) etil asetat
17. Bağ polaritesi en çok molekülde belirgindir
1) YÜKSEK 2) HC1 3) HF 4) NVg
18. Polar olmayan kovalent bağlara sahip maddeler
1) su ve elmas
2) hidrojen ve klor
3) bakır ve nitrojen
4) brom ve metan
19. Hidrojen bağı madde için tipik değildir
1) H2O 2) CH4 3) NH3 4) CH3OH
20. Formülleri şu şekilde olan iki maddenin her birinin kovalent polar bağ özelliği vardır:
2) CO2 ve K2O
4) CS2 ve RS15
21. Bir moleküldeki en zayıf kimyasal bağ
1) flor 2) klor 3) brom 4) iyot
22. Molekülünde en uzun kimyasal bağ hangi maddeye sahiptir?
1) flor 2) klor 3) brom 4) iyot
23. Seride belirtilen maddelerin her birinin kovalent bağları vardır:
1) C4H10, NO2, NaCl
2) CO, CuO, CH3Cl
4) C6H5NO2, F2, CC14
24. Seride belirtilen maddelerin her birinin kovalent bir bağı vardır:
1) CaO, C3H6, S8
2) Fe. NaNO3, CO
3) N2, CuCO3, K2S
4) C6H5N02, SO2, CHC13
25. Seride belirtilen maddelerin her birinin kovalent bir bağı vardır:
1) C3H4, HAYIR, Na2O
2) CO, CH3C1, PBr3
3) Р2Оз, NaHSO4, Cu
4) C6H5NO2, NaF, CC14
26. Seride belirtilen maddelerin her birinin kovalent bağları vardır:
1) C3Ha, NO2, NaF
2) KS1, CH3Cl, C6H12O6
3) P2O5, NaHSO4, Ba
4) C2H5NH2, P4, CH3OH
27. Bağ polaritesi en çok moleküllerde belirgindir
1) hidrojen sülfür
3) fosfin
4) hidrojen klorür
28. Hangi maddenin molekülünde kimyasal bağlar en güçlüdür?
29. NH4Cl, CsCl, NaNO3, PH3, HNO3 maddeleri arasında iyonik bağlı bileşiklerin sayısı eşittir
30. (NH4)2SO4, Na2SO4, CaI2, I2, CO2 maddeleri arasında - kovalent bağa sahip bileşiklerin sayısı eşittir
Cevaplar: 1-2, 2-2, 3-4, 4-3, 5-4, 6-1, 7-3, 8-3, 9-4, 10-2, 11-3, 12-2, 13-3, 14-2, 15-1, 16-2, 17-3, 18-2, 19-2, 20-4, 21-4, 22-4, 23-4, 24-4, 25- 2, 26-4, 27-4, 28-1, 29-3, 30-4
Kimyasal bağların özellikleri
Kimyasal bağ doktrini tüm teorik kimyanın temelini oluşturur. Kimyasal bağ, atomların onları moleküllere, iyonlara, radikallere ve kristallere bağlayan etkileşimi olarak anlaşılır. Dört tür kimyasal bağ vardır: iyonik, kovalent, metalik ve hidrojen. Aynı maddelerde farklı türde bağlar bulunabilir.
1. Bazlarda: Hidrokso gruplarındaki oksijen ve hidrojen atomları arasındaki bağ polar kovalenttir ve metal ile hidrokso grubu arasındaki bağ iyoniktir.
2. Oksijen içeren asitlerin tuzlarında: metal olmayan atom ile asidik kalıntının oksijeni arasında - kovalent polar ve metal ile asidik kalıntı arasında - iyonik.
3. Amonyum, metilamonyum vb. tuzlarında, nitrojen ve hidrojen atomları arasında polar bir kovalent vardır ve amonyum veya metilamonyum iyonları ile asit kalıntısı - iyonik arasında bulunur.
4. Metal peroksitlerde (örneğin, Na202), oksijen atomları arasındaki bağ kovalenttir, polar değildir ve metal ile oksijen arasındaki bağ iyoniktir vb.
Tüm tür ve kimyasal bağ türlerinin birliğinin nedeni, bunların aynı kimyasal doğasıdır - elektron-nükleer etkileşimi. Her durumda kimyasal bir bağın oluşumu, enerji salınımıyla birlikte atomların elektron-nükleer etkileşiminin sonucudur.
Kovalent bağ oluşturma yöntemleri
Kovalent kimyasal bağ ortak elektron çiftlerinin oluşması nedeniyle atomlar arasında ortaya çıkan bir bağdır.
Kovalent bileşikler genellikle gazlar, sıvılar veya nispeten düşük erime noktalı katılardır. Nadir istisnalardan biri, 3.500 °C'nin üzerinde eriyen elmastır. Bu, tek tek moleküllerin bir koleksiyonu değil, kovalent olarak bağlı karbon atomlarından oluşan sürekli bir kafes olan elmasın yapısıyla açıklanmaktadır. Aslında herhangi bir elmas kristali, boyutu ne olursa olsun çok büyük bir moleküldür.
Ametal olmayan iki atomun elektronları birleştiğinde kovalent bağ oluşur. Ortaya çıkan yapıya molekül denir.
Böyle bir bağın oluşma mekanizması takas veya bağışçı-alıcı olabilir.
Çoğu durumda, kovalent bağlı iki atom farklı elektronegatifliğe sahiptir ve paylaşılan elektronlar iki atoma eşit şekilde ait değildir. Çoğu zaman bir atoma diğerine göre daha yakındırlar. Örneğin bir hidrojen klorür molekülünde kovalent bağ oluşturan elektronlar, elektronegatifliği hidrojeninkinden daha yüksek olduğundan klor atomuna daha yakın konumlandırılır. Ancak elektronları çekme yeteneğindeki fark, hidrojen atomundan klor atomuna tam elektron transferinin gerçekleşmesine yetecek kadar büyük değildir. Bu nedenle, hidrojen ve klor atomları arasındaki bağ, iyonik bir bağ (tam elektron transferi) ile polar olmayan bir kovalent bağ (iki atom arasında bir elektron çiftinin simetrik düzeni) arasındaki bir çapraz olarak düşünülebilir. Atomlardaki kısmi yük Yunanca δ harfiyle gösterilir. Böyle bir bağa polar kovalent bağ denir ve hidrojen klorür molekülünün polar olduğu söylenir, yani pozitif yüklü bir ucu (hidrojen atomu) ve negatif yüklü bir ucu (klor atomu) vardır.
1. Değişim mekanizması, atomlar eşleşmemiş elektronları birleştirerek ortak elektron çiftleri oluşturduğunda çalışır.
1) H2 - hidrojen.
Bağ, hidrojen atomlarının s-elektronları (örtüşen s-orbitalleri) tarafından ortak bir elektron çiftinin oluşması nedeniyle oluşur.
2) HC1 - hidrojen klorür.
Bağ, ortak bir s- ve p-elektron çiftinin (örtüşen s-p yörüngeleri) oluşması nedeniyle oluşur.
3) Cl 2: Bir klor molekülünde eşleşmemiş p-elektronları (örtüşen p-p yörüngeleri) nedeniyle kovalent bir bağ oluşur.
4) N2: Azot molekülünde atomlar arasında üç ortak elektron çifti oluşur.
Kovalent bağ oluşumunun donör-alıcı mekanizması
Donör bir elektron çifti var akseptör- bu çiftin işgal edebileceği serbest yörünge. Amonyum iyonunda, hidrojen atomlarıyla olan dört bağın tümü kovalenttir: üçü, değişim mekanizmasına göre nitrojen atomu ve hidrojen atomları tarafından ortak elektron çiftlerinin oluşturulması nedeniyle, biri donör-alıcı mekanizması yoluyla oluşturulmuştur. Kovalent bağlar, elektron yörüngelerinin örtüşme şekline ve ayrıca bağlı atomlardan birine doğru yer değiştirmelerine göre sınıflandırılır. Bir bağ çizgisi boyunca elektron yörüngelerinin örtüşmesi sonucu oluşan kimyasal bağlara denir. σ - bağlantılar(sigma bağları). Sigma bağı çok güçlüdür.
p-orbitalleri iki bölgede üst üste gelebilir ve yanal örtüşme yoluyla kovalent bir bağ oluşturabilir.
Bağ çizgisinin dışında, yani iki bölgede elektron yörüngelerinin "yanal" örtüşmesi sonucu oluşan kimyasal bağlara pi bağları denir.
Ortak elektron çiftlerinin bağlandıkları atomlardan birine göre yer değiştirme derecesine göre bir kovalent bağ polar veya apolar olabilir. Aynı elektronegatifliğe sahip atomlar arasında oluşan kovalent kimyasal bağa polar olmayan denir. Atomlar aynı elektronegatifliğe (diğer atomlardan değerlik elektronlarını çekme özelliği) sahip olduğundan, elektron çiftleri atomlardan herhangi birine doğru yer değiştirmez. Örneğin,
yani basit metal olmayan maddelerin molekülleri, kovalent, polar olmayan bir bağ yoluyla oluşturulur. Elektronegatifliği farklı olan elementlerin atomları arasındaki kovalent kimyasal bağa polar denir.
Örneğin NH3 amonyaktır. Azot, hidrojenden daha elektronegatif bir element olduğundan, paylaşılan elektron çiftleri atomuna doğru kayar.
Kovalent bağın özellikleri: bağ uzunluğu ve enerji
Kovalent bir bağın karakteristik özellikleri uzunluğu ve enerjisidir. Bağ uzunluğu atom çekirdekleri arasındaki mesafedir. Kimyasal bir bağın uzunluğu ne kadar kısa olursa o kadar güçlü olur. Ancak bağ kuvvetinin bir ölçüsü, bağı kırmak için gereken enerji miktarına göre belirlenen bağ enerjisidir. Genellikle kJ/mol cinsinden ölçülür. Dolayısıyla deneysel verilere göre H2, Cl2 ve N2 moleküllerinin bağ uzunlukları sırasıyla 0,074, 0,198 ve 0,109 nm, bağ enerjileri ise sırasıyla 436, 242 ve 946 kJ/mol'dür.
İyonlar. İyonik bağ
Bir atomun oktet kuralına uyması için iki ana olasılık vardır. Bunlardan ilki iyonik bağların oluşmasıdır. (İkincisi, aşağıda tartışılacak olan kovalent bir bağın oluşmasıdır). İyonik bir bağ oluştuğunda metal atomu elektron kaybeder, metal olmayan atom ise elektron kazanır.
İki atomun "karşılaştığını" hayal edelim: grup I metalinin bir atomu ve grup VII'nin metal olmayan bir atomu. Bir metal atomunun dış enerji seviyesinde tek bir elektronu bulunurken, metal olmayan bir atomun dış seviyesinin tamamlanması için sadece bir elektronu eksiktir. Birinci atom, ikinciye çekirdekten uzak ve ona zayıf bağlı olan elektronunu kolaylıkla verecek, ikincisi ise ona dış elektronik seviyesinde boş bir yer sağlayacaktır. Daha sonra negatif yüklerinden birinden mahrum kalan atom pozitif yüklü bir parçacık haline gelecek, ikincisi ise ortaya çıkan elektron nedeniyle negatif yüklü bir parçacık haline gelecektir. Bu tür parçacıklara iyon denir.
Bu iyonlar arasında oluşan kimyasal bir bağdır. Atom veya molekül sayısını gösteren sayılara katsayı, bir moleküldeki atom veya iyon sayısını gösteren sayılara ise indeks adı verilir.
Metal bağlantı
Metallerin diğer maddelerin özelliklerinden farklı olan kendine has özellikleri vardır. Bu özellikler nispeten yüksek erime sıcaklıkları, ışığı yansıtma yeteneği ve yüksek termal ve elektriksel iletkenliktir. Bu özellikler metallerde özel bir bağ türünün (metalik bağ) varlığından kaynaklanmaktadır.
Metalik bağ, metal kristallerindeki pozitif iyonlar arasında, kristal boyunca serbestçe hareket eden elektronların çekimi nedeniyle gerçekleştirilen bir bağdır. Çoğu metalin dış seviyedeki atomları az sayıda elektron içerir - 1, 2, 3. Bu elektronlar kolayca çıkmak ve atomlar pozitif iyonlara dönüşür. Ayrılan elektronlar bir iyondan diğerine hareket ederek onları tek bir bütün halinde birleştirir. İyonlarla birleşerek bu elektronlar geçici olarak atomlar oluşturur, sonra tekrar koparak başka bir iyonla birleşir vb. Sonsuz bir süreç meydana gelir ve bu süreç şematik olarak aşağıdaki gibi gösterilebilir:
Sonuç olarak, metalin hacminde atomlar sürekli olarak iyonlara dönüşür ve bunun tersi de geçerlidir. Metallerde iyonlar arasında paylaşılan elektronlar aracılığıyla oluşan bağa metalik denir. Metalik bağın kovalent bağla bazı benzerlikleri vardır, çünkü dış elektronların paylaşımına dayanır. Ancak kovalent bağda yalnızca iki komşu atomun dıştaki eşleşmemiş elektronları paylaşılırken, metalik bağda tüm atomlar bu elektronların paylaşımında yer alır. Bu nedenle kovalent bağa sahip kristaller kırılgandır, ancak metal bağ ile kural olarak sünektirler, elektriksel olarak iletkendirler ve metalik bir parlaklığa sahiptirler.
Metalik bağlanma, hem saf metallerin hem de çeşitli metallerin - katı ve sıvı hallerdeki alaşımların karışımlarının karakteristiğidir. Bununla birlikte, buhar halinde metal atomları birbirine kovalent bir bağla bağlanır (örneğin, sodyum buharı, büyük şehirlerin sokaklarını aydınlatmak için sarı ışıklı lambaları doldurur). Metal çiftleri ayrı moleküllerden (monatomik ve diatomik) oluşur.
Bir metal bağı aynı zamanda güç açısından da bir kovalent bağdan farklıdır: enerjisi, bir kovalent bağın enerjisinden 3-4 kat daha azdır.
Bağ enerjisi, bir maddenin bir molünü oluşturan tüm moleküllerdeki kimyasal bir bağı kırmak için gereken enerjidir. Kovalent ve iyonik bağların enerjileri genellikle yüksektir ve 100-800 kJ/mol civarındaki değerlere ulaşır.
Hidrojen bağı
Arasındaki kimyasal bağ bir molekülün pozitif polarize hidrojen atomları(veya bunların parçaları) ve Yüksek elektronegatif elementlerin negatif polarize atomları Paylaşılan elektron çiftlerine (F, O, N ve daha az sıklıkla S ve Cl) sahip olan başka bir moleküle (veya bunun parçalarına) hidrojen denir. Hidrojen bağı oluşum mekanizması kısmen elektrostatik, kısmen d onur-kabul eden karakteri.
Moleküller arası hidrojen bağı örnekleri:
Böyle bir bağlantının varlığında düşük moleküllü maddeler bile normal koşullar altında sıvı (alkol, su) veya kolayca sıvılaştırılabilen gazlar (amonyak, hidrojen florür) olabilir. Biyopolimerlerde - proteinler (ikincil yapı) - karbonil oksijen ile amino grubunun hidrojeni arasında molekül içi bir hidrojen bağı vardır:
Polinükleotid molekülleri - DNA (deoksiribonükleik asit) - iki nükleotid zincirinin birbirine hidrojen bağlarıyla bağlandığı çift sarmallardır. Bu durumda tamamlayıcılık ilkesi işler, yani bu bağlar pürin ve pirimidin bazlarından oluşan belirli çiftler arasında oluşur: timin (T), adenin nükleotidinin (A) karşısında bulunur ve sitozin (C) karşısında bulunur. guanin (G).
Hidrojen bağına sahip maddelerin moleküler kristal kafesleri vardır.
