İyonik bağ
Tamamen iyonik bir bağ, toplam elektron yoğunluğunun daha elektronegatif bir elementin bir atomuna tamamen geçişiyle kararlı bir elektronik ortamın elde edildiği, kimyasal olarak bağlı bir atom halidir.
Uygulamada, bir elektronun bir atomdan başka bir atoma - bir bağ ortağına - tam aktarımı gerçekleştirilmez, çünkü her element daha büyük veya daha az elektronegatifliğe sahiptir ve herhangi bir kimyasal bağ bir dereceye kadar kovalent olacaktır. Kovalent bağın derecesi yeterince yüksekse, böyle bir kimyasal bağ, değişen derecelerde iyonikliğe sahip bir polar kovalent bağdır. Bağların kovalentlik derecesi, iyonlaşma derecesine kıyasla küçükse, böyle bir bağ iyonik olarak kabul edilir.
İyonik bağ, yalnızca zıt yüklü iyonlar durumunda olan elektropozitif ve elektronegatif elementlerin atomları arasında mümkündür. İyonik bir bağın oluşum süreci, elektrostatik modeli açıklamayı mümkün kılar, yani. Negatif ve pozitif yüklü iyonlar arasındaki kimyasal etkileşimin dikkate alınması.
iyonlar - Bunlar, nötr atom veya moleküllerin elektron vererek veya alarak oluşturduğu elektrik yüklü parçacıklardır.
Elektronlar moleküller tarafından verildiğinde veya alındığında, örneğin bir dioksijen iyonu, bir nitrit iyonu gibi moleküler veya çok atomlu iyonlar oluşur.
Tek atomlu pozitif iyonlar veya tek atomlu negatif iyonlar veya tek atomlu anyonlar, karşılıklı elektron transferi ile nötr atomlar arasındaki kimyasal bir reaksiyon sırasında ortaya çıkarken, az sayıda dış elektrona sahip elektropozitif bir element olan bir atom daha kararlı bir duruma geçer. bu elektronların sayısını azaltarak tek atomlu katyon. Aksine, çok sayıda dış elektrona sahip olan elektronegatif bir elementin atomu, elektron sayısını artırarak kendisi için daha kararlı olan tek atomlu bir iyon durumuna geçer. Tek atomlu katyonlar, kural olarak metaller ve tek atomlu anyonlar - metal olmayanlar tarafından oluşturulur.
Elektronlar transfer edildiğinde, metalik ve metalik olmayan elementlerin atomları, çekirdeklerinin etrafında elektron kabuğunun kararlı bir konfigürasyonunu oluşturma eğilimindedir. Metalik olmayan bir elementin atomu, çekirdeğinin etrafında sonraki soy gazın dış kabuğunu oluşturur. Oysa metalik bir elementin atomu, dış elektronların dönüşünden sonra, önceki soy gazın kararlı bir sekizli konfigürasyonunu alır.
iyonik kristaller
Elektronların geri dönüşü ve kabulü ile birlikte metalik ve metalik olmayan basit maddelerin etkileşiminde tuzlar oluşur. Örnek:
2Na + Cl2 = 2NaCl,
2Al + 3F2 = 2AlF3
İyonik bağ, yalnızca oksijen içermeyen ve oksijen içeren asitlerin [NaCl, AlF3, NaNO3, Al(SO4)3 gibi] türevlerinin tuzları için değil, aynı zamanda diğer inorganik madde sınıfları için de - bazik oksitler ve hidroksitler [ Na2O ve NaOH gibi], ikili bileşikler [Li3N ve CaC2 gibi]. Zıt işaretli yüklere sahip iyonlar arasında, elektrostatik çekim kuvvetleri ortaya çıkar. Bu tür çekici kuvvetler izotropiktir, yani. her yönde aynı şekilde hareket edin. Sonuç olarak, katı tuzlardaki iyonların dizilişi uzayda belirli bir şekilde sıralanır. Düzenli katyonlar ve anyonlardan oluşan bir sisteme iyonik kristal kafes denir ve katıların kendilerine (tuzlar, bazik oksitler ve hidroksitler) iyonik kristaller denir.
Tüm iyonik kristaller doğada tuz benzeridir. Tuza benzer bir karakter, iyonik kristalleri diğer kafes tiplerine sahip kristal maddelerden ayıran belirli bir dizi özellik olarak anlaşılmaktadır. Tabii ki, tüm iyonik kafesler, uzayda böyle bir iyon düzenlemesi ile karakterize edilmez, iyonların sayısı - zıt yüke sahip komşular farklı olabilir, ancak, uzayda katyonların ve anyonların değişimi kristaller için zorunludur.
Coulomb çekim kuvvetlerinin her yöne eşit olarak yayılması nedeniyle, kristal kafesin düğümlerindeki iyonlar nispeten sıkı bir şekilde bağlıdır, ancak iyonların her biri hareketsiz sabit değildir, ancak konumları etrafında sürekli olarak termal titreşimler gerçekleştirir. kafes. Kafes boyunca iyonların öteleme hareketi yoktur, bu nedenle, oda sıcaklığında iyonik bağlara sahip tüm maddeler katıdır (kristal). Termal titreşimlerin genliği, sonuçta kafesin tahrip olmasına ve katının sıvı hale geçişine (erime sıcaklığında) yol açan iyonik kristal ısıtılarak artırılabilir. İyonik kristallerin erime noktası nispeten yüksektir ve sıvı bir maddenin en düzensiz, gaz haline geçtiği kaynama noktası çok büyüktür. Örnek:
Pek çok tuz, özellikle çok elementli kompleks tuzlar ve ayrıca organik asitlerin tuzları, kaynama noktasından ve hatta erime noktasından daha düşük sıcaklıklarda bozunabilir.
Birçok iyonik bağlı bileşiğin (su ile reaksiyona girmeyen veya erimeden önce ayrışmayan) tipik bir özelliği, kendilerini oluşturan iyonlara ayrışabilme yetenekleridir; iyonların hareketliliği nedeniyle, sulu çözeltiler veya iyonik kristallerin eriyikleri bir elektrik akımı iletir.
İyonik kristallerde, tek tek iyon çiftleri arasında bağ yoktur; daha doğrusu iyonik bileşiğin numunesinde bulunan tüm katyon ve anyonların bağlı olduğu söylenmelidir.
Katyon ve anyonlardan oluşan iyonik kristallerde molekül yoktur.
İyonik maddelerin kimyasal formülleri, yalnızca kristal kafesteki katyonların ve anyonların oranını iletir; genel olarak, bir iyonik maddenin numunesi elektriksel olarak nötrdür. Örneğin Al2O3 iyonik kristalinin formülüne göre kafesteki Al3+ katyonları ile O2- anyonlarının oranı 2:3; madde elektriksel olarak nötrdür - altı pozitif yük (2 Al3+) altı negatif yük (3 O2-) tarafından nötralize edilir.
İyonik kristallerdeki gerçek moleküller mevcut olmasa da, kovalent maddelerle tekdüzelik için, koşullu moleküllerin bileşimini NaCl ve Al2O3 gibi formüller kullanarak iletmek, dolayısıyla iyonik maddeleri belirli bağıl moleküler ağırlık değerleri ile karakterize etmek gelenekseldir. Kovalent bir bağdan iyonik olana geçiş kademeli olarak gerçekleştiğinden ve yalnızca x = 1.7 ile koşullu bir sınıra sahip olduğundan, bu daha da haklıdır.
İyonik bir bağa sahip maddelerin bağıl moleküler kütlesi, her bir elementin atom sayısı dikkate alınarak karşılık gelen elementlerin bağıl atomik kütlelerinin eklenmesiyle bulunur.
Örnek: Al2O3'ün bağıl moleküler ağırlığı:
Kristallerin yapısı ve şekli kristalografinin konusudur ve kristallerin özellikleri ile yapıları arasındaki ilişki kristal kimyası tarafından incelenir.
Sadece iyonik bağların bulunduğu pratik olarak hiçbir bileşik olmadığına dikkat edilmelidir. Kovalent bağlar her zaman bir kristalde komşu atomlar arasında görülür.
Elektronlar ve atom çekirdekleri tarafından oluşturulan elektrik alanlarının etkileşimi nedeniyle kimyasal bir bağ ortaya çıkar, yani. kimyasal bağ doğası gereği elektrikseldir.
Altında Kimyasal bağ kararlı bir çok atomlu sistemin oluşumuna yol açan 2 veya daha fazla atomun etkileşiminin sonucunu anlar. Kimyasal bir bağ oluşumunun koşulu, etkileşen atomların enerjisinde bir azalmadır, yani. maddenin moleküler hali enerjisel olarak atomik halinden daha elverişlidir. Kimyasal bir bağ oluştuğunda, atomlar tam bir elektron kabuğu elde etme eğilimindedir.
Vardır: kovalent, iyonik, metalik, hidrojen ve moleküller arası.
kovalent bağ- bir elektron çiftinin sosyalleşmesi nedeniyle ortaya çıkan en genel kimyasal bağ türü değişim mekanizması -, etkileşen atomların her biri bir elektron sağladığında veya verici-alıcı mekanizması, bir elektron çifti bir atom (verici - N, O, Cl, F) tarafından ortak kullanım için başka bir atoma (alıcı - d-elementlerin atomları) aktarılırsa.
Kimyasal bağ özellikleri.
1 - çok sayıda bağ - 2 atom arasında yalnızca 1 sigma bağı mümkündür, ancak bununla birlikte aynı atomlar arasında çoklu bağların oluşumuna yol açan pi ve delta bağları olabilir. Çokluk, ortak elektron çiftlerinin sayısı ile belirlenir.
2 - bağ uzunluğu - moleküldeki çekirdekler arası mesafe, çokluk ne kadar büyükse uzunluğu o kadar küçük olur.
3 - bağ gücü - bu, onu kırmak için gereken enerji miktarıdır
4 - kovalent bağın doygunluğu, bir atomik yörüngenin yalnızca bir c.s. Bu özellik moleküler bileşiklerin stokiyometrisini belirler.
5 - KS'nin yönlülüğü. elektron bulutlarının uzayda hangi şekle ve hangi yöne sahip olduğuna bağlı olarak, üst üste bindiklerinde doğrusal ve açısal molekül şekline sahip bileşikler oluşturulabilir.
İyonik bağ – elektronegatiflikleri çok farklı olan atomlar arasında oluşur. Bunlar, 1. ve 2. grupların ana alt gruplarının, 6. ve 7. grupların ana alt gruplarının elemanları ile bileşikleridir. İyonik, zıt yüklü iyonların karşılıklı elektrostatik çekiminin bir sonucu olarak gerçekleştirilen kimyasal bir bağdır.
İyonik bağların oluşum mekanizması: a) etkileşen atomların iyonlarının oluşumu; b) iyonların çekiminden dolayı bir molekül oluşumu.
İyonik bağın yönsüzlüğü ve doymamışlığı
İyonların kuvvet alanları her yöne eşit olarak dağılmıştır, böylece her iyon zıt işaretli iyonları herhangi bir yönde çekebilir. Bu, iyonik bağın yönsüzlüğüdür. Zıt işaretli 2 iyonun etkileşimi, güç alanlarının karşılıklı olarak tamamen dengelenmesine yol açmaz. Bu nedenle, diğer yönlerde de iyonları çekme yeteneğini korurlar, yani. bir iyonik bağ, doymamışlık ile karakterize edilir. Bu nedenle, iyonik bir bileşikteki her iyon, iyonik tipte bir kristal kafes oluşturacak kadar zıt işaretli iyonları çeker. İyonik bir kristalde molekül yoktur. Her iyon, farklı işaretli (iyonun koordinasyon numarası) belirli sayıda iyonla çevrilidir.
metal bağlantı- kimya. Metallerde iletişim. Metaller fazla değerlik orbitallerine ve elektron eksikliğine sahiptir. Atomlar birbirine yaklaştığında, elektronların bir yörüngeden diğerine serbestçe hareket etmesi nedeniyle değerlik yörüngeleri örtüşür ve tüm metal atomları arasında bir bağlantı kurulur. Bir kristal kafes içindeki metal iyonları arasında nispeten serbest elektronlar tarafından gerçekleştirilen bağa metalik bağ denir. Bağlantı güçlü bir şekilde yer değiştirmiştir ve yönselliği ve doygunluğu yoktur, çünkü değerlik elektronları kristal boyunca eşit olarak dağılmıştır. Serbest elektronların varlığı, metallerin ortak özelliklerinin varlığını belirler: opaklık, metalik parlaklık, yüksek elektriksel ve termal iletkenlik, işlenebilirlik ve plastiklik.
hidrojen bağı– H atomu ile kuvvetli negatif bir element (F, Cl, N, O, S) arasındaki bağ. Hidrojen bağları molekül içi ve moleküller arası olabilir. BC kovalent bağdan daha zayıftır. VS'nin ortaya çıkışı, elektrostatik kuvvetlerin etkisiyle açıklanır. H atomunun küçük bir yarıçapı vardır ve tek bir H elektronu yer değiştirdiğinde veya bağışlandığında, elektronegatifliği etkileyen güçlü bir pozitif yük elde eder.
İyonik bağ
(http://www.hemi.nsu.ru/ucheb138.htm web sitesinin materyalleri kullanılmıştır)
İyonik bağ, zıt yüklü iyonlar arasındaki elektrostatik çekim ile gerçekleştirilir. Bu iyonlar, elektronların bir atomdan diğerine aktarılması sonucunda oluşur. Elektronegatiflikte büyük farklılıklara sahip atomlar arasında (genellikle Pauling ölçeğinde 1,7'den büyük), örneğin alkali metaller ve halojenler arasında iyonik bir bağ oluşur.
NaCl oluşumu örneğini kullanarak bir iyonik bağın görünümünü ele alalım.
Atomların elektronik formüllerinden
Na 1s 2 2s 2 2p 6 3s 1 ve
Cl 1s 2 2s 2 2p 6 3s 2 3p 5
Görüldüğü gibi dış seviyeyi tamamlamak için bir sodyum atomunun bir elektron vermesi yedi vermekten daha kolaydır ve bir klor atomunun bir elektron vermesi yedi vermekten daha kolaydır. Kimyasal reaksiyonlarda, sodyum atomu bir elektron verir ve klor atomu bunu kabul eder. Sonuç olarak, sodyum ve klor atomlarının elektron kabukları, soy gazların kararlı elektron kabuklarına dönüştürülür (sodyum katyonunun elektronik konfigürasyonu).
Na + 1s 2 2s 2 2p 6 ,
ve klor anyonunun elektronik konfigürasyonu
Cl – - 1s 2 2s 2 2p 6 3s 2 3p 6).
İyonların elektrostatik etkileşimi, NaCl molekülünün oluşumuna yol açar.
Kimyasal bağın doğası genellikle topaklanma durumuna ve maddenin fiziksel özelliklerine yansır. Sodyum klorür NaCl gibi iyonik bileşikler katı ve dirençlidir çünkü "+" ve "-" iyonlarının yükleri arasında güçlü elektrostatik çekim kuvvetleri vardır.
Negatif yüklü bir klorür iyonu, yalnızca "kendi" Na + iyonunu değil, etrafındaki diğer sodyum iyonlarını da çeker. Bu, iyonlardan herhangi birinin yakınında zıt işaretli bir iyon değil, birkaç tane olduğu gerçeğine yol açar.
Sodyum klorür NaCl kristalinin yapısı.
Aslında, her bir klorür iyonunun etrafında 6 sodyum iyonu ve her bir sodyum iyonunun etrafında 6 klorür iyonu vardır. İyonların böyle sıralı bir şekilde paketlenmesine iyonik kristal denir. Bir kristalde ayrı bir klor atomu izole edilirse, çevredeki sodyum atomları arasında klorun reaksiyona girdiğini bulmak artık mümkün değildir.
Elektrostatik kuvvetler tarafından birbirlerine çekilen iyonlar, bir dış kuvvetin veya sıcaklık artışının etkisi altında konumlarını değiştirmek konusunda son derece isteksizdirler. Ancak sodyum klorür eritilir ve vakumda ısıtılmaya devam edilirse, buharlaşarak iki atomlu NaCl molekülleri oluşturur. Bu, kovalent bağ kuvvetlerinin hiçbir zaman tamamen kapatılmadığını gösterir.
İyonik bağın temel özellikleri ve iyonik bileşiklerin özellikleri
1. İyonik bağ, güçlü bir kimyasal bağdır. Bu bağın enerjisi yaklaşık 300 – 700 kJ/mol'dür.
2. Kovalent bağdan farklı olarak, iyonik bağ yönsüzdür, çünkü bir iyon zıt işaretli iyonları herhangi bir yönde kendisine çekebilir.
3. Bir kovalent bağdan farklı olarak, iyonik bir bağ doymamıştır, çünkü zıt işaretli iyonların etkileşimi, kuvvet alanlarının karşılıklı olarak tam olarak dengelenmesine yol açmaz.
4. İyonik bağa sahip moleküllerin oluşum sürecinde tam bir elektron transferi yoktur, dolayısıyla doğada %100 iyonik bağ yoktur. NaCl molekülünde kimyasal bağ sadece %80 iyoniktir.
5. İyonik bileşikler, yüksek erime ve kaynama noktalarına sahip kristal katılardır.
6. İyonik bileşiklerin çoğu suda çözünür. İyonik bileşiklerin çözeltileri ve eriyikleri elektrik akımını iletir.
metal bağlantı
Metal kristaller farklı şekilde düzenlenmiştir. Bir parça metalik sodyum düşünürseniz, dışsal olarak sofra tuzundan çok farklı olduğunu göreceksiniz. Sodyum yumuşak bir metaldir, bıçakla kolayca kesilir, çekiçle düzleştirilir, ispirto lambasında bir kapta kolayca eritilebilir (erime noktası 97.8 o C). Bir sodyum kristalinde, her atom diğer sekiz benzer atomla çevrilidir.
Metalik Na kristalinin yapısı.
Küpün merkezindeki Na atomunun en yakın 8 komşusu olduğu şekilden görülebilmektedir. Ama aynı şey bir kristaldeki diğer atomlar için de söylenebilir, çünkü hepsi aynıdır. Kristal, bu resimde gösterilen "sonsuz" tekrar eden parçalardan oluşur.
Dış enerji seviyesindeki metal atomları az sayıda değerlik elektronu içerir. Metal atomlarının iyonlaşma enerjisi düşük olduğu için değerlik elektronları bu atomlarda zayıf bir şekilde tutulur. Sonuç olarak, metallerin kristal kafesinde pozitif yüklü iyonlar ve serbest elektronlar belirir. Bu durumda, metal katyonlar kristal kafesin düğümlerinde bulunur ve elektronlar pozitif merkezler alanında serbestçe hareket ederek "elektron gazı" olarak adlandırılır.
İki katyon arasında negatif yüklü bir elektronun varlığı, her katyonun bu elektronla etkileşime girmesine neden olur.
Böylece, Metalik bir bağ, metal kristallerindeki pozitif iyonlar arasında, kristal boyunca serbestçe hareket eden elektronların çekimi ile gerçekleştirilen bir bağdır.
Metaldeki değerlik elektronları kristal boyunca eşit olarak dağıldığından, iyonik bağ gibi metalik bağ yönsüz bir bağdır. Kovalent bağdan farklı olarak, metalik bağ doymamış bir bağdır. Metalik bir bağ, mukavemet açısından da bir kovalent bağdan farklıdır. Metalik bir bağın enerjisi, bir kovalent bağın enerjisinden yaklaşık üç ila dört kat daha azdır.
Elektron gazının yüksek hareketliliği nedeniyle, metaller yüksek elektriksel ve termal iletkenlik ile karakterize edilir.
Bir metal kristal yeterince basit görünür, ancak elektronik yapısı aslında iyonik tuz kristallerinden daha karmaşıktır. Tam teşekküllü bir "sekizli" kovalent veya iyonik bağ oluşturmak için metal elementlerin dış elektron kabuğunda yeterli elektron yoktur. Bu nedenle, gaz halindeki metallerin çoğu tek atomlu moleküllerden (yani, bireysel, ilgisiz atomlar) oluşur. Tipik bir örnek cıva buharıdır. Bu nedenle, metal atomları arasında metalik bir bağ, yalnızca sıvı ve katı topaklanma halinde meydana gelir.
Metalik bir bağ şu şekilde tarif edilebilir: Ortaya çıkan kristaldeki bazı metal atomları, değerlik elektronlarını atomlar arasındaki boşluğa verir (sodyumda ... 3s1'dir), iyonlara dönüşür. Bir kristaldeki tüm metal atomları aynı olduğundan, her birinin bir değerlik elektronu kaybetme şansı eşittir.
Başka bir deyişle, nötr ve iyonize metal atomları arasındaki elektronların geçişi enerji tüketimi olmadan gerçekleşir. Bu durumda, elektronların bir kısmı her zaman bir "elektron gazı" şeklinde atomlar arasındaki boşlukta son bulur.
Bu serbest elektronlar öncelikle metal atomlarını birbirinden belirli bir denge mesafesinde tutar.
İkinci olarak, metallere karakteristik bir "metalik parlaklık" verirler (serbest elektronlar ışık kuantumlarıyla etkileşime girebilir).
Üçüncüsü, serbest elektronlar metallere iyi elektriksel iletkenlik sağlar. Metallerin yüksek termal iletkenliği, atomlar arası boşlukta serbest elektronların varlığıyla da açıklanır - enerjideki değişikliklere kolayca "tepki verirler" ve kristalde hızlı transferine katkıda bulunurlar.
Bir metal kristalin elektronik yapısının basitleştirilmiş bir modeli.
******** Sodyum metali örneğinde, metalik bağın doğasını atomik orbitaller hakkındaki fikirlerin bakış açısından ele alalım. Diğer birçok metal gibi sodyum atomunun da değerlik elektronları yoktur, ancak serbest değerlik orbitalleri vardır. Sodyumun sadece 3s elektronu, serbest ve yakın enerji komşu orbitallerinden herhangi birine hareket edebilir. Bir kristaldeki atomlar birbirine yaklaştığında, bağışlanan elektronların kristal boyunca serbestçe hareket etmesinden dolayı komşu atomların dış yörüngeleri örtüşür.
Bununla birlikte, "elektron gazı" göründüğü gibi hiç de düzensiz değildir. Bir metal kristalindeki serbest elektronlar örtüşen yörüngelerdedir ve bir dereceye kadar sosyalleşerek bir tür kovalent bağ oluştururlar. Sodyum, potasyum, rubidyum ve diğer metalik s-elementler sadece birkaç paylaşılan elektrona sahiptir, bu nedenle kristalleri kırılgan ve eriyebilir. Değerlik elektronlarının sayısındaki artışla, kural olarak metallerin gücü artar.
Bu nedenle, elementler, dış kabuklarındaki atomların az sayıda değerlik elektronuna sahip olduğu metalik bir bağ oluşturma eğilimindedir. Metalik bağı gerçekleştiren bu değerlik elektronları, tüm metal kristali boyunca hareket edebilecek ve metalin yüksek elektriksel iletkenliğini sağlayacak ölçüde sosyalleşir.
NaCl kristali elektriği iletmez çünkü iyonlar arasındaki boşlukta serbest elektron yoktur. Sodyum atomları tarafından bağışlanan tüm elektronlar, etraflarında sıkıca klorür iyonlarını tutar. Bu, iyonik kristaller ve metalik kristaller arasındaki temel farklardan biridir.
Artık metalik bağ hakkında bildikleriniz, çoğu metalin yüksek işlenebilirliğini (sünekliğini) de açıklıyor. Metal ince bir levha halinde düzleştirilebilir, bir tel haline getirilebilir. Gerçek şu ki, bir metal kristaldeki ayrı atom katmanları nispeten kolayca birbiri üzerinde kayabilir: hareketli "elektron gazı", bireysel pozitif iyonların hareketini sürekli olarak yumuşatarak onları birbirinden korur.
Tabii ki, tuz da kristal bir madde olmasına rağmen, sofra tuzu ile bu türden hiçbir şey yapılamaz. İyonik kristallerde, değerlik elektronları bir atomun çekirdeğine sıkıca bağlıdır. Bir iyon tabakasının diğerine göre kayması, aynı yükteki iyonların yakınsamasına yol açar ve aralarında güçlü bir itmeye neden olarak kristalin tahrip olmasına neden olur (NaCl kırılgan bir maddedir).
İyonik kristalin katmanlarının kayması, benzer iyonlar arasında büyük itici kuvvetlerin ortaya çıkmasına ve kristalin yok olmasına neden olur.
Navigasyon
- Bir maddenin kantitatif özelliklerine dayalı birleşik problemleri çözme
- Problem çözme. Maddelerin bileşiminin değişmezliği yasası. Bir maddenin "molar kütlesi" ve "kimyasal miktarı" kavramlarını kullanarak hesaplamalar
Metalik bağın doğası. Metal kristallerin yapısı.
1. İle birlikte. 71–73; 2. İle birlikte. 143–147; 4. İle birlikte. 90–93; 8. İle birlikte. 138–144; 3. İle birlikte. 130–132.
iyonik kimyasal bağ Elektrostatik etkileşimleri sonucu katyonlar ve anyonlar arasında oluşan bağa denir. Bir iyonik bağ, çok farklı elektronegatiflik değerlerine sahip atomlar tarafından oluşturulan bir kovalent polar bağın sınırlayıcı durumu olarak görülebilir.
İyonik bir bağ oluştuğunda, ortak elektron çiftinde daha elektronegatif bir atoma önemli bir kayma meydana gelir, bu da negatif bir yük alır ve bir anyona dönüşür. Elektronunu kaybeden başka bir atom bir katyon oluşturur. İyonik bir bağ, yalnızca elektronegatifliklerinde büyük farklılıklar gösteren (Δχ ≥ 1.9) bu tür elementlerin atomik parçacıkları arasında oluşur.
İyonik bağ karakterize edilir yönsüzlük uzayda ve doyumsuzluk. İyonların elektrik yükleri, çekim ve itmelerini belirler ve bileşiğin stokiyometrik bileşimini belirler.
Genel olarak, bir iyonik bileşik, zıt yüklere sahip dev bir iyon birliğidir. Bu nedenle, iyonik bileşiklerin kimyasal formülleri, yalnızca bu tür ilişkileri oluşturan atomik parçacıkların sayıları arasındaki en basit oranı yansıtır.
Metal bağlantı -içindemetallerin atomik parçacıklarını kristallerde tutan etkileşim.
Metalik bağın doğası kovalent bağa benzer: her iki bağ türü de değerlik elektronlarının sosyalleşmesine dayanır. Ancak kovalent bağda sadece iki komşu atomun değerlik elektronları paylaşılırken, metalik bağ oluşumunda tüm atomlar aynı anda bu elektronların paylaşımında yer alır. Metallerin düşük iyonlaşma enerjileri, değerlik elektronlarının atomlardan ayrılmasını ve kristalin tüm hacmi boyunca hareket etmesini kolaylaştırır. Elektronların serbest dolaşımı nedeniyle, metaller yüksek elektriksel ve termal iletkenliğe sahiptir.
Böylece, nispeten az sayıda elektron, bir metal kristalindeki tüm atomların bağlanmasını sağlar. Bu tür bir bağ, kovalent bağın aksine, yerelleştirilmemiş ve yönlü olmayan.
7. Moleküller arası etkileşim . Moleküllerin oryantasyonu, indüksiyonu ve dispersiyon etkileşimi. Moleküller arası etkileşim enerjisinin dipol momentinin değerine, moleküllerin polarize edilebilirliğine ve boyutuna bağımlılığı. Moleküller arası etkileşimin enerjisi ve maddelerin toplam hali. Basit maddelerin ve IV-VII gruplarının p elementlerinin moleküler bileşiklerinin kaynama ve erime noktalarındaki değişimin doğası.
1. İle birlikte. 73–75; 2. İle birlikte. 149–151; 4. İle birlikte. 93–95; 8. İle birlikte. 144–146; 11. İle birlikte. 139–140.
Moleküller bir bütün olarak elektriksel olarak nötr olmasına rağmen, moleküller arası etkileşimler aralarında gerçekleşir.
Tek moleküller arasında etki eden ve önce moleküler bir sıvının, ardından moleküler kristallerin oluşumuna yol açan kohezif kuvvetlere denir.moleküller arası kuvvetler , veya van der Waals kuvvetleri .
Kimyasal bir bağ gibi moleküller arası etkileşim, elektrostatik doğa, ancak ikincisinden farklı olarak çok zayıf; çok daha uzak mesafelerde kendini gösterir ve yokluğu ile karakterize edilir. tokluk.
Üç tür moleküller arası etkileşim vardır. İlk tip yönlüetkileşim polar moleküller. Yaklaşırken, polar moleküller kendilerini dipollerin uçlarındaki yüklerin işaretlerine göre birbirlerine göre yönlendirirler. Moleküller ne kadar kutupsal olursa, oryantasyon etkileşimi o kadar güçlü olur. Enerjisi öncelikle moleküllerin dipollerinin elektrik momentlerinin büyüklüğü (yani polariteleri) tarafından belirlenir.
endüktif etkileşim – polar ve polar olmayan moleküller arasındaki elektrostatik bir etkileşimdir..
Polar olmayan bir molekülde, polar bir molekülün elektrik alanının etkisi altında, polar molekülün sabit dipolüne çekilen "indüklenmiş" (indüklenmiş) bir dipol ortaya çıkar. Endüktif etkileşimin enerjisi, polar molekülün dipolünün elektrik momenti ve polar olmayan molekülün polarize edilebilirliği ile belirlenir.
dağılım etkileşimi sözde karşılıklı çekiciliğin bir sonucu olarak ortaya çıkar anlık dipoller. Bu tür dipoller, elektron bulutunun elektriksel ağırlık merkezleri ile çekirdekler arasındaki bağımsız titreşimlerin neden olduğu uyumsuzluk nedeniyle herhangi bir zamanda polar olmayan moleküllerde ortaya çıkar.
Bireysel bileşenlerin moleküller arası etkileşimin toplam enerjisine katkısının göreceli değeri, molekülün iki ana elektrostatik özelliğine bağlıdır - polaritesi ve polarize edilebilirliği, bunlar da molekülün boyutu ve yapısı tarafından belirlenir.
8. hidrojen bağı . Hidrojen bağının oluşum mekanizması ve doğası. Hidrojen bağı enerjisinin kimyasal bağ enerjisi ve moleküller arası etkileşim enerjisi ile karşılaştırılması. Moleküller arası ve moleküller arası hidrojen bağları. IV-VII gruplarının p elementlerinin hidritlerinin erime ve kaynama noktalarındaki değişimin doğası. Doğal nesneler için hidrojen bağlarının önemi. Suyun anormal özellikleri.
1. İle birlikte. 75–77; 2. İle birlikte. 147–149; 4. İle birlikte. 95–96; 11. İle birlikte. 140–143.
Moleküller arası etkileşim çeşitlerinden biri hidrojen bağı . Bir molekülün pozitif polarize hidrojen atomu ile başka bir molekülün negatif polarize X atomu arasında gerçekleştirilir:
Х δ- ─Н δ+ Х δ- ─Н δ+ ,
burada X, en elektronegatif elementlerden birinin - F, O veya N atomudur ve sembol, bir hidrojen bağının sembolüdür.
Bir hidrojen bağının oluşumu, öncelikle, hidrojen atomunun, X atomu ile bir polar kovalent bağ oluşturulduğunda, ona doğru kaydırılan yalnızca bir elektrona sahip olmasından kaynaklanmaktadır. Hidrojen atomunda iç elektron katmanlarının yokluğu ile birleştiğinde, başka bir atomun ona kovalent bağların uzunluklarına yakın mesafelere yaklaşmasına izin veren hidrojen atomunda yüksek bir pozitif yük ortaya çıkar.
Böylece dipollerin etkileşimi sonucu bir hidrojen bağı oluşur. Bununla birlikte, olağan dipol-dipol etkileşiminden farklı olarak, hidrojen bağının mekanizması, elektron çifti donörünün bir molekülün X atomu olduğu ve alıcının diğerinin hidrojen atomu olduğu donör-alıcı etkileşiminden de kaynaklanır.
Hidrojen bağı yönlülük ve doygunluk özelliklerine sahiptir. Bir hidrojen bağının varlığı, maddelerin fiziksel özelliklerini önemli ölçüde etkiler. Örneğin HF, H20 ve NH3'ün erime ve kaynama noktaları aynı gruptaki diğer elementlerin hidritlerinden daha yüksektir. Anormal davranışın nedeni, kırılması ek enerji gerektiren hidrojen bağlarının varlığıdır.
Bunlardan ilki iyonik bağ oluşumudur. (İkincisi, aşağıda tartışılacak olan eğitimdir). İyonik bir bağ oluştuğunda, bir metal atomu elektron kaybeder ve ametal bir atom kazanır. Örneğin, sodyum ve klor atomlarının elektronik yapısını ele alalım:
Na 1s 2 2s 2 2 p6 3 s 1 - dış seviyede bir elektron
Cl 1s 2 2s 2 2 p6 3 s2 3 s 5 — dış seviyede yedi elektron
Sodyum atomu tek 3s elektronunu klor atomuna bağışlarsa, sekizli kuralı her iki atom için de geçerli olacaktır. Klor atomunun üçüncü dış katmanda sekiz elektronu olacak ve sodyum atomunun artık dış katman haline gelen ikinci katmanda da sekiz elektronu olacaktır:
Na + 1s 2 2s 2 2 p 6
Cl - 1s 2 2s 2 2 p6 3 s2 3 p6 - dış seviyede sekiz elektron
Aynı zamanda, sodyum atomunun çekirdeği hala 11 proton içerir, ancak toplam elektron sayısı 10'a düşmüştür. Bu, pozitif yüklü parçacıkların sayısının negatif yüklü olanların sayısından bir fazla olduğu anlamına gelir, yani toplam sodyumun "atomunun" yükü +1'dir.
Bir "klor" atomu artık 17 proton ve 18 elektron içeriyor ve -1 yükü var.
Bir veya daha fazla elektronun kaybedilmesi veya kazanılması sonucu oluşan yüklü atomlara ne ad verilir? iyonlar. Pozitif yüklü iyonlara denir katyonlar, ve negatif yüklü olanlara denir anyonlar.
Zıt yüklere sahip katyonlar ve anyonlar elektrostatik kuvvetlerle birbirlerini çekerler. Zıt yüklü iyonların bu çekimine iyonik bağ denir.
. oluşur bir metal ve bir veya daha fazla ametalin oluşturduğu bileşikler.
Aşağıdaki bileşikler bu kriteri karşılar ve yapı olarak iyoniktir: MgCl2, Fel 2, CuF, Na20, Na2S04, Zn(C2H302)2.
İyonik bileşikleri temsil etmenin başka bir yolu var:
Bu formüllerde noktalar yalnızca dış kabuklarda bulunan elektronları gösterir ( değerlik elektronları ). Bu tür formüllere, kimyasal bağ teorisinin (L. Pauling ile birlikte) kurucularından biri olan Amerikalı kimyager G. N. Lewis'in onuruna Lewis formülleri denir.
Elektronların bir metal atomundan metal olmayan bir atoma transferi ve iyon oluşumu, metal olmayanların elektronegatifliğinin yüksek ve metallerin düşük olması nedeniyle mümkündür.
İyonların birbirine kuvvetli çekiminden dolayı, iyonik bileşikler çoğunlukla katıdır ve oldukça yüksek bir erime noktasına sahiptir.
İyonik bağ, elektronların bir metal atomundan ametal bir atoma aktarılmasıyla oluşur. Ortaya çıkan iyonlar, elektrostatik kuvvetler tarafından birbirlerine çekilir.
