169338 0
Har bir atom ma'lum miqdordagi elektronga ega.
Kimyoviy reaktsiyalarga kirishganda, atomlar eng barqaror elektron konfiguratsiyaga erishib, elektronlarni beradi, oladi yoki almashadi. Eng past energiyaga ega bo'lgan konfiguratsiya (nobil gaz atomlarida bo'lgani kabi) eng barqaror bo'lib chiqadi. Ushbu naqsh "okteta qoidasi" deb ataladi (1-rasm).
Guruch. 1.
Bu qoida hamma uchun amal qiladi ulanish turlari. Atomlar orasidagi elektron aloqalar ularga eng oddiy kristallardan tortib, oxir-oqibat tirik tizimlarni tashkil etuvchi murakkab biomolekulalargacha barqaror tuzilmalarni shakllantirishga imkon beradi. Ular kristallardan uzluksiz metabolizmda farqlanadi. Shu bilan birga, ko'plab kimyoviy reaktsiyalar mexanizmlarga muvofiq davom etadi elektron transfer, tanadagi energiya jarayonlarida hal qiluvchi rol o'ynaydi.
Kimyoviy bog'lanish ikki yoki undan ortiq atom, ion, molekula yoki ularning har qanday birikmasini ushlab turadigan kuchdir..
Kimyoviy bog'lanishning tabiati universaldir: bu atomlarning tashqi qobig'i elektronlarining konfiguratsiyasi bilan belgilanadigan manfiy zaryadlangan elektronlar va musbat zaryadlangan yadrolar o'rtasidagi elektrostatik tortishish kuchi. Atomning kimyoviy aloqalar hosil qilish qobiliyati deyiladi valentlik, yoki oksidlanish darajasi. tushunchasi valent elektronlar- kimyoviy bog'lar hosil qiluvchi, ya'ni eng yuqori energiya orbitallarida joylashgan elektronlar. Shunga ko'ra, ushbu orbitallarni o'z ichiga olgan atomning tashqi qobig'i deyiladi valentlik qobig'i. Hozirgi vaqtda kimyoviy bog'lanish mavjudligini ko'rsatishning o'zi etarli emas, lekin uning turini aniqlashtirish kerak: ion, kovalent, dipol-dipol, metall.
Ulanishning birinchi turiionli ulanish
Lyuis va Kosselning elektron valentlik nazariyasiga ko'ra, atomlar barqaror elektron konfiguratsiyaga ikki yo'l bilan erishishi mumkin: birinchidan, elektronlarni yo'qotish orqali kationlar, ikkinchidan, ularni egallash, aylantirish anionlar. Elektronlarni o'tkazish natijasida qarama-qarshi ishorali zaryadli ionlar orasidagi elektrostatik tortishish kuchi tufayli kimyoviy bog'lanish hosil bo'ladi, uni Kossel deb atagan. elektrovalent"(hozir chaqiriladi ionli).
Bunday holda, anionlar va kationlar to'ldirilgan tashqi elektron qobig'i bilan barqaror elektron konfiguratsiyani hosil qiladi. Tipik ionli bog‘lanishlar davriy tizimning T va II guruhlari kationlaridan hamda VI va VII guruhlardagi metall bo‘lmagan elementlarning anionlaridan (mos ravishda 16 va 17 kichik guruhlar) hosil bo‘ladi. xalkogenlar Va halogenlar). Ion birikmalarining aloqalari to'yinmagan va yo'nalishsizdir, shuning uchun ular boshqa ionlar bilan elektrostatik o'zaro ta'sir qilish imkoniyatini saqlab qoladilar. Shaklda. 2 va 3-rasmlarda elektron uzatishning Kossel modeliga mos keladigan ion bog'lanish misollari keltirilgan.
Guruch. 2.
Guruch. 3. Osh tuzi molekulasidagi ion aloqasi (NaCl)
Bu erda moddalarning tabiatdagi xatti-harakatlarini tushuntiruvchi ba'zi xususiyatlarni esga olish o'rinlidir, xususan, g'oyani ko'rib chiqing kislotalar Va sabablar.
Bu moddalarning barchasining suvli eritmalari elektrolitlardir. Ular rangni boshqacha o'zgartiradilar ko'rsatkichlar. Ko'rsatkichlarning ta'sir qilish mexanizmini F.V. Ostvald. U ko'rsatdiki, indikatorlar zaif kislotalar yoki asoslar bo'lib, ularning rangi dissotsiatsiyalanmagan va dissotsilangan holatda farqlanadi.
Asoslar kislotalarni neytrallashi mumkin. Barcha asoslar suvda erimaydi (masalan, OH guruhlari bo'lmagan ba'zi organik birikmalar erimaydi, xususan, trietilamin N(C 2 H 5) 3); eruvchan asoslar deyiladi ishqorlar.
Kislotalarning suvdagi eritmalari xarakterli reaksiyalarga kirishadi:
a) metall oksidlari bilan - tuz va suv hosil bo'lishi bilan;
b) metallar bilan - tuz va vodorod hosil bo'lishi bilan;
c) karbonatlar bilan - tuz hosil bo'lishi bilan, CO 2 va N 2 O.
Kislota va asoslarning xossalari bir qancha nazariyalar bilan tavsiflanadi. S.A. nazariyasiga muvofiq. Arrhenius, kislota - bu ionlarni hosil qilish uchun ajraladigan modda N+ , asos esa ionlarni hosil qiladi U- . Bu nazariya gidroksil guruhlarga ega bo'lmagan organik asoslarning mavjudligini hisobga olmaydi.
Ga muvofiq proton Bronsted va Louri nazariyasiga ko'ra, kislota - bu proton beradigan molekulalar yoki ionlarni o'z ichiga olgan modda ( donorlar protonlar), asos esa protonlarni qabul qiluvchi molekulalar yoki ionlardan tashkil topgan moddadir ( qabul qiluvchilar protonlar). E'tibor bering, suvli eritmalarda vodorod ionlari gidratlangan shaklda, ya'ni gidroniy ionlari shaklida mavjud. H3O+ . Bu nazariya nafaqat suv va gidroksid ionlari bilan, balki erituvchisiz yoki suvsiz erituvchi bilan sodir bo'ladigan reaktsiyalarni ham tavsiflaydi.
Masalan, ammiak orasidagi reaksiyada N.H. 3 (zaif asos) va vodorod xlorid gaz fazasida qattiq ammoniy xlorid hosil bo'ladi va ikkita moddaning muvozanat aralashmasida doimo 4 ta zarracha mavjud bo'lib, ulardan ikkitasi kislotalar, qolgan ikkitasi esa asosdir:
Ushbu muvozanat aralashmasi ikkita konjugat juft kislotalar va asoslardan iborat:
1)N.H. 4+ va N.H. 3
2) HCl Va Cl ‑
Bu erda har bir konjugat juftligida kislota va asos bir proton bilan farq qiladi. Har bir kislota konjugat asosga ega. Kuchli kislota zaif konjugat asosga ega, kuchsiz kislota esa kuchli konjugat asosga ega.
Bronsted-Lowri nazariyasi suvning biosfera hayotidagi beqiyos rolini tushuntirishga yordam beradi. Suv, u bilan o'zaro ta'sir qiluvchi moddaga qarab, kislota yoki asos xususiyatlarini ko'rsatishi mumkin. Masalan, sirka kislotaning suvdagi eritmalari bilan reaksiyalarda suv asos, ammiakning suvdagi eritmalari bilan reaksiyalarda esa kislota hisoblanadi.
1) CH 3 COOH + H2O ↔ H3O + + CH 3 COO- . Bu yerda sirka kislota molekulasi protonni suv molekulasiga beradi;
2) NH 3 + H2O ↔ NH 4 + + U- . Bu erda ammiak molekulasi suv molekulasidan protonni qabul qiladi.
Shunday qilib, suv ikkita konjugat juft hosil qilishi mumkin:
1) H2O(kislota) va U- (konjugat asos)
2) H 3 O+ (kislota) va H2O(konjugat asos).
Birinchi holda, suv proton beradi, ikkinchisida esa uni qabul qiladi.
Bu xususiyat deyiladi amfiprotonizm. Ham kislota, ham asos sifatida reaksiyaga kirisha oladigan moddalar deyiladi amfoter. Bunday moddalar ko'pincha tirik tabiatda uchraydi. Masalan, aminokislotalar ham kislotalar, ham asoslar bilan tuzlar hosil qilishi mumkin. Shuning uchun peptidlar mavjud bo'lgan metall ionlari bilan osongina koordinatsion birikmalar hosil qiladi.
Shunday qilib, ionli bog'lanishning o'ziga xos xususiyati bog'lovchi elektronlarning yadrolardan biriga to'liq harakatlanishidir. Bu shuni anglatadiki, ionlar orasida elektron zichligi deyarli nolga teng bo'lgan hudud mavjud.
Ulanishning ikkinchi turikovalent ulanish
Atomlar elektronlarni almashish orqali barqaror elektron konfiguratsiyalarni hosil qilishi mumkin.
Bunday bog'lanish bir juft elektron bir vaqtning o'zida taqsimlanganda hosil bo'ladi hammadan atom. Bunday holda, umumiy bog'lanish elektronlari atomlar o'rtasida teng taqsimlanadi. Kovalent bog'lanishlarga misollar kiradi gomonuklear diatomik molekulalar H 2 , N 2 , F 2. Xuddi shu turdagi bog'lanish allotroplarda uchraydi O 2 va ozon O 3 va ko'p atomli molekula uchun S 8 va shuningdek heteronuklear molekulalar vodorod xlorid HCl, karbonat angidrid CO 2, metan CH 4, etanol BILAN 2 N 5 U, oltingugurt geksaflorid SF 6, asetilen BILAN 2 N 2. Bu molekulalarning barchasi bir xil elektronlarga ega va ularning aloqalari bir xil tarzda to'yingan va yo'naltirilgan (4-rasm).
Biologlar uchun er-xotin va uch aloqalar bitta bog'lanishga nisbatan kovalent atom radiuslarini qisqartirishi muhimdir.
Guruch. 4. Cl 2 molekulasidagi kovalent bog'lanish.
Ion va kovalent bog'lanish turlari mavjud bo'lgan kimyoviy bog'lanishlarning ikkita ekstremal holati bo'lib, amalda ko'pchilik bog'lanishlar oraliqdir.
Davriy tizimning bir xil yoki turli davrlarining qarama-qarshi uchlarida joylashgan ikki elementning birikmalari asosan ionli aloqalarni hosil qiladi. Elementlar bir davr ichida bir-biriga yaqinlashganda, ularning birikmalarining ion tabiati pasayadi va kovalent xarakteri ortadi. Masalan, davriy sistemaning chap tomonidagi elementlarning galogenidlari va oksidlari asosan ionli bog'lanishlarni hosil qiladi ( NaCl, AgBr, BaSO 4, CaCO 3, KNO 3, CaO, NaOH) va jadvalning o'ng tomonidagi elementlarning bir xil birikmalari kovalent ( H 2 O, CO 2, NH 3, NO 2, CH 4, fenol C6H5OH, glyukoza C 6 H 12 O 6, etanol C 2 H 5 OH).
Kovalent bog'lanish, o'z navbatida, yana bir modifikatsiyaga ega.
Ko'p atomli ionlarda va murakkab biologik molekulalarda ikkala elektron ham faqatgina kelib chiqishi mumkin bitta atom. U deyiladi donor elektron juft. Ushbu juft elektronni donor bilan bo'lishadigan atom deyiladi qabul qiluvchi elektron juft. Ushbu turdagi kovalent bog'lanish deyiladi muvofiqlashtirish (donor-akseptor, yokidating) aloqa(5-rasm). Ushbu turdagi bog'lanish biologiya va tibbiyot uchun juda muhimdir, chunki metabolizm uchun eng muhim bo'lgan d-elementlarning kimyosi asosan koordinatsion aloqalar bilan tavsiflanadi.
Anjir. 5.
Qoida tariqasida, murakkab birikmada metall atomi elektron juftning qabul qiluvchi rolini bajaradi; aksincha, ion va kovalent bog'lanishlarda metall atomi elektron donor hisoblanadi.
Kovalent bog'lanishning mohiyatini va uning xilma-xilligini - koordinatsion bog'lanishni GN tomonidan taklif qilingan boshqa kislotalar va asoslar nazariyasi yordamida oydinlashtirish mumkin. Lyuis. U Bronsted-Lowri nazariyasiga ko'ra "kislota" va "asos" atamalarining semantik tushunchasini biroz kengaytirdi. Lyuis nazariyasi kompleks ionlarning hosil boʻlish tabiatini va moddalarning nukleofil oʻrinbosar reaksiyalarida, yaʼni CS hosil boʻlishida ishtirokini tushuntiradi.
Lyuisning fikricha, kislota asosdan elektron juftini qabul qilib, kovalent bog'lanish hosil qila oladigan moddadir. Lyuis asosi - bu yolg'iz elektron juftiga ega bo'lgan modda bo'lib, u elektronlar berib, Lyuis kislotasi bilan kovalent bog'lanish hosil qiladi.
Ya'ni, Lyuis nazariyasi kislota-asos reaktsiyalari doirasini protonlar umuman ishtirok etmaydigan reaktsiyalarga ham kengaytiradi. Bundan tashqari, ushbu nazariyaga ko'ra, protonning o'zi ham kislotadir, chunki u elektron juftini qabul qilishga qodir.
Shuning uchun bu nazariyaga ko'ra, kationlar Lyuis kislotalari, anionlar esa Lyuis asoslaridir. Bunga quyidagi reaktsiyalar misol bo'la oladi:
Yuqorida ta'kidlanganidek, moddalarning ionli va kovalentga bo'linishi nisbiydir, chunki metall atomlaridan akseptor atomlariga elektronning to'liq o'tishi kovalent molekulalarda sodir bo'lmaydi. Ion bog`langan birikmalarda har bir ion qarama-qarshi belgili ionlarning elektr maydonida bo`ladi, shuning uchun ular o`zaro qutblanadi, qobiqlari deformatsiyalanadi.
Polarizatsiya qobiliyati ionning elektron tuzilishi, zaryadi va hajmi bilan aniqlanadi; anionlar uchun u kationlarga qaraganda yuqori. Kationlar orasida eng yuqori qutblanish qobiliyati kattaroq va kichikroq o'lchamdagi kationlar uchun, masalan, Hg 2+, Cd 2+, Pb 2+, Al 3+, Tl 3+. Kuchli polarizatsiya ta'siriga ega N+ . Ion polarizatsiyasining ta'siri ikki tomonlama bo'lgani uchun ular hosil bo'lgan birikmalarning xususiyatlarini sezilarli darajada o'zgartiradi.
Ulanishning uchinchi turidipol-dipol ulanish
Ro'yxatda keltirilgan aloqa turlaridan tashqari, dipol-dipol ham mavjud molekulalararo o'zaro ta'sirlar deb ham ataladi van der Vaals .
Ushbu o'zaro ta'sirlarning kuchi molekulalarning tabiatiga bog'liq.
O'zaro ta'sirning uch turi mavjud: doimiy dipol - doimiy dipol ( dipol-dipol diqqatga sazovor joylar); doimiy dipol - induktsiyalangan dipol ( induksiya diqqatga sazovor joylar); oniy dipol - induktsiyalangan dipol ( tarqatuvchi attraktsion yoki London kuchlari; guruch. 6).
Guruch. 6.
Faqat qutbli kovalent bog'langan molekulalar dipol-dipol momentga ega ( HCl, NH 3, SO 2, H 2 O, C 6 H 5 Cl) va bog'lanish kuchi 1-2 ga teng Debaya(1D = 3,338 × 10‑30 kulon metr - C × m).
Biokimyoda ulanishning yana bir turi mavjud - vodorod cheklovchi holat bo'lgan ulanish dipol-dipol diqqatga sazovor joy. Bu bog'lanish vodorod atomi va kichik elektronegativ atom, ko'pincha kislorod, ftor va azot o'rtasidagi tortishish natijasida hosil bo'ladi. Elektromanfiyligi o'xshash (xlor va oltingugurt kabi) katta atomlar bilan vodorod aloqasi ancha zaifdir. Vodorod atomi bitta muhim xususiyat bilan ajralib turadi: bog'lovchi elektronlar tortib olinganda, uning yadrosi - proton ochiladi va endi elektronlar bilan himoyalanmaydi.
Shuning uchun atom katta dipolga aylanadi.
Vodorod aloqasi, van der Vaals bog'idan farqli o'laroq, nafaqat molekulalararo o'zaro ta'sirlar paytida, balki bir molekula ichida ham hosil bo'ladi - intramolekulyar vodorod aloqasi. Vodorod bog'lari biokimyoda muhim rol o'ynaydi, masalan, a-spiral shaklida oqsillarning tuzilishini barqarorlashtirish yoki DNKning qo'sh spiralini hosil qilish uchun (7-rasm).
7-rasm.
Vodorod va van der-vaals bog'lari ion, kovalent va koordinatsion bog'larga qaraganda ancha zaifdir. Molekulyar aloqalarning energiyasi jadvalda ko'rsatilgan. 1.
1-jadval. Molekulalararo kuchlar energiyasi
Eslatma: Molekulalararo oʻzaro taʼsirlar darajasi erish va bugʻlanish (qaynatish) entalpiyasida aks etadi. Ion birikmalari molekulalarni ajratishdan ko'ra ionlarni ajratish uchun sezilarli darajada ko'proq energiya talab qiladi. Ion birikmalarining erish entalpiyasi molekulyar birikmalarga qaraganda ancha yuqori.
To'rtinchi ulanish turimetall aloqa
Va nihoyat, molekulalararo aloqalarning yana bir turi mavjud - metall: metall panjaraning musbat ionlarining erkin elektronlar bilan bog‘lanishi. Bunday aloqa turi biologik ob'ektlarda uchramaydi.
Bog'lanish turlarini qisqacha ko'rib chiqishdan bitta tafsilot aniq bo'ladi: metall atomi yoki ionining muhim parametri - elektron donor, shuningdek atom - elektron qabul qiluvchisi. hajmi.
Tafsilotlarga kirmasdan shuni ta'kidlaymizki, atomlarning kovalent radiuslari, metallarning ion radiuslari va o'zaro ta'sir qiluvchi molekulalarning van der Vaals radiuslari davriy tizim guruhlarida ularning atom soni ortishi bilan ortadi. Bunday holda, ion radiuslarining qiymatlari eng kichik, van der Waals radiuslari esa eng katta. Qoidaga ko'ra, guruh bo'ylab pastga siljishda barcha elementlarning radiusi kovalent va van-der-vaals bo'yicha ortadi.
Biologlar va shifokorlar uchun eng katta ahamiyatga ega muvofiqlashtirish(donor-akseptor) koordinatsion kimyo tomonidan ko'rib chiqiladigan bog'lanishlar.
Tibbiy bioanorganiklar. G.K. Barashkov
Kimyoviy bog'lanish.
Mashqlar.
1. Quyidagi moddalardagi kimyoviy bog‘lanish turini aniqlang:
Modda | Fosfor xlorid | Sulfat kislota | |||
Aloqa turi | |||||
Modda | Bariy oksidi | ||||
Aloqa turi |
2. Ta'kidlash tarkibidagi moddalar Molekulalar orasida mavjud vodorod aloqasi:
oltingugurt dioksidi; muz; ozon; etanol; etilen; sirka kislotasi; vodorod ftorid.
3. Ular qanday ta'sir qiladi bog'lanish uzunligi, kuchi va qutbliligi- atom radiuslari, ularning elektron manfiyligi, bog'larning ko'pligi?
A) Radiuslar qanchalik katta bo'lsa aloqa hosil qiluvchi atomlar, shuning uchun havola uzunligi _______
b) Ko'plik qanchalik baland (bitta, ikki yoki uch) obligatsiyalar, shuning uchun uning kuch ____________________
V) Elektromanfiylik farqi qanchalik katta bo'lsa Ikki atom orasidagi bog'lanishning qutbliligi ____________
4. Taqqoslash molekulalardagi bog'larning uzunligi, kuchi va qutbliligi:
a) bog'lanish uzunligi: HCl ___HBr
b) bog'lanish kuchi PH3_______NH3
c) CCl4 bog'ining qutbliligi ______CH4
d) bog'lanish mustahkamligi: N2 _______O2
e) etilen va asetilendagi uglerod atomlari orasidagi bog'lanish uzunligi: __________
f) NH3________H2O dagi bog'larning qutbliligi
Testlar. A4. Kimyoviy bog'lanish.
1. Atomning valentligi
1) birikmadagi berilgan atom tomonidan hosil qilingan kimyoviy bog'lanishlar soni
2) atomning oksidlanish darajasi
3) berilgan yoki qabul qilingan elektronlar soni
4) eng yaqin inert gazning elektron konfiguratsiyasini olish uchun etishmayotgan elektronlar soni
A. Kimyoviy bog lanish hosil bo lganda doimo energiya ajralib chiqadi
B. Qo‘sh bog‘ning energiyasi bitta bog‘ning energiyasidan kam.
1) faqat A to'g'ri 2) faqat B to'g'ri 3) ikkala hukm ham to'g'ri 4) ikkala hukm ham noto'g'ri
3. Birikish natijasida hosil bo`lgan moddalarda bir xil atomlar, kimyoviy bog'lanish
1) ionli 2) kovalent qutbli 3) vodorod 4) kovalent qutbsiz
4. Kovalent qutbli va kovalent qutbsiz aloqaga ega birikmalar mos ravishda
1) suv va vodorod sulfid 2) kaliy bromid va azot
5. Umumiy elektron juftligi tufayli birikmada kimyoviy bog'lanish hosil bo'ladi
1) KI 2) HBr 3) Li2O 4) NaBr
6. Barcha bog'lanishlar kovalent bo'lgan juft moddalarni tanlang:
1) NaCl, HCl 2) CO2, BaO 3) CH3Cl, CH3Na 4) SO2, NO2
7. Qutbli kovalent bog ga ega bo lgan modda formulaga ega
1)KCl 2)HBr 3)P4 4)CaCl2
8. Ionli kimyoviy bog'langan birikma
1) fosfor xlorid 2) kaliy bromid 3) azot oksidi (II) 4) bariy
9. Ammiak va bariy xloridda kimyoviy bog'lanish mos ravishda
1) ionli va kovalent qutbli 2) kovalent qutbsiz va ionli 3) kovalent qutbli va ionli 4) kovalent qutbsiz va metall
10. Kovalent qutbli bog langan moddalar
1) oltingugurt oksidi (IV) 2) kislorod 3) kaltsiy gidrid 4) olmos
11. Qaysi qatorda faqat qutbli kovalent bog'lanishga ega bo'lgan moddalar keltirilgan?
1) CH4 H2 Cl2 2) NH3 HBr CO2 3) PCl3 KCl CCl4 4) H2S SO2 LiF
12. Faqat ionli bog‘langan moddalar qaysi qatorda keltirilgan?
1) F2O LiF SF4 2) PCl3 NaCl CO2 3) KF Li2O BaCl2 4) CaF2 CH4 CCl4
13. Ion bog langan birikma hosil bo ladi o'zaro aloqada bo'lganda
1) CH4 va O2 2) NH3 va HCl 3) C2H6 va HNO3 4) SO3 va H2O
14. Qaysi moddada barcha kimyoviy bog'lanishlar kovalent qutbsiz bo'ladi?
1) Olmos 2) Uglerod oksidi (IV) 3) Oltin 4) Metan
15. Seriya raqamlari 15 va 53 bo'lgan elementlar o'rtasida tuzilgan bog'lanish
1) ionli 2) metall
3) kovalent qutbsiz 4) kovalent qutbli
16. Vodorod aloqasi shakllanadi orasida molekulalar
1) etan 2) benzol 3) vodorod 4) etanol
17. Tarkibida qanday modda bor vodorod aloqalari?
1) vodorod sulfidi 2) muz 3) vodorod bromidi 4) benzol
18.Qaysi moddada ham ion, ham kovalent kimyoviy bog'lar mavjud?
1) natriy xlorid 2) vodorod xlorid 3) natriy sulfat 4) fosfor kislotasi
19. Molekuladagi kimyoviy bog'lanish aniqroq ionli xususiyatga ega
1) litiy bromid 2) mis xlorid 3) kaltsiy karbid 4) kaliy ftorid
20. Uch umumiy elektron juft 1) azot 2) vodorod sulfidi 3) metan 4) xlor molekulasida kovalent bog‘ hosil qiladi.
21. Suv molekulasida kimyoviy bog‘lanish hosil bo‘lishida nechta elektron ishtirok etadi?4) 18.
22. Molekulada to‘rtta kovalent bog‘ mavjud: 1) CO2 2) C2H4 3) P4 4) C3H4
23. Molekulalardagi bog'lar soni ketma-ket ortadi
1) CHCl3, CH4 2) CH4, SO3 3) CO2, CH4 4) SO2, NH3
24. Atomlar o'rtasida kovalent bog'lanish qaysi birikmada hosil bo'ladi? donor-akseptor mexanizmi orqali? 1) KCl 2) CCl4 3) NH4Cl 4) CaCl2
25. Quyidagi molekulalardan qaysi biri atomlarga parchalanishi uchun eng kam energiya talab qiladi? 1) HI 2) H2 3) O2 4) CO
26. Bog‘lanish energiyasi eng yuqori bo‘lgan molekulani ko‘rsating:
1) N≡N 2) H-H 3) O=O 4) H-F
27. Kimyoviy bog`lanish eng kuchli bo`lgan molekulani ko`rsating:
1) HF 2) HCl 3) HBr 4) HI
28. Kimyoviy bog` uzunligining ortishi bilan xarakterlanadigan qatorni ko`rsating
1)O2, N2, F2, Cl2 2)N2, O2, F2, Cl2 3)F2, N2, O2, Cl2 4)N2, O2, Cl2, F2
29. E-O bog'ining uzunligi ketma-ketlikda ortadi
1) kremniy oksidi (IV), uglerod oksidi (IV)
2) oltingugurt (IV) oksidi, tellur (IV) oksidi
3) stronsiy oksidi, berilliy oksidi
4) oltingugurt oksidi (IV), uglerod oksidi (IV)
30. CH4 - SiH4 seriyasida sodir bo'ladi kattalashtirish; ko'paytirish
1) bog`lanish mustahkamligi 2) oksidlanish xossalari
3) bog'lanish uzunliklari 4) bog'lanish qutblari
31. Molekulalar bog'larning qutbliligini oshirish tartibida qanday qatorda joylashgan?
1) HF, HCl, HBr 2) H2Se, H2S, H2O 3) NH3, PH3, AsH3 4) CO2, CS2, CSe2
32. Molekuladagi eng qutbli kovalent bog'lanish:
1) CH4 2) CF4 3) CCl4 4) CBr4
33.Qutblilik ortib borayotgan qatorni ko‘rsating:
1)AgF, F2, HF 2)Cl2, HCl, NaCl 3)CuO, CO, O2 4) KBr, NaCl, KF
Kovalent kimyoviy bog'lanish, uning navlari va hosil bo'lish mexanizmlari. Kovalent bog'lanishlarning xarakteristikalari (qutblanish va bog'lanish energiyasi). Ion aloqasi. Metall ulanish. Vodorod aloqasi.
1. Ammiak va bariy xloridda kimyoviy bog'lanish mos ravishda
1) ionli va kovalent qutbli
2) kovalent qutbli va ionli
3) kovalent qutbsiz va metall
4) kovalent qutbsiz va ionli
2. Faqat ionli bog'lanishga ega bo'lgan moddalar quyidagi qatorda keltirilgan:
1) F2, CCl4, KS1
2) NaBr, Na2O, KI
3. Ion bog langan birikma o zaro ta sir natijasida hosil bo ladi
3) C2H6 va HNO3
4. Qaysi qatordagi barcha moddalar qutbli kovalent bog'lanishga ega?
1) HCl, NaCl. Cl2
4) NaBr. HBr. CO
5. Faqat kovalent qutbli moddalar formulalari qaysi qatorga kiradi
1) C12, NO2, HC1
6. Kovalent qutbsiz bog`lanish xarakterlidir
1) C12 2) SO3 3) CO 4) SiO2
7. Qutbli kovalent bog ga ega bo lgan modda
1) C12 2) NaBr 3) H2S 4) MgCl2
8. Kovalent bog'lanishga ega bo'lgan modda
1) CaC12 2) MgS 3) H2S 4) NaBr
9. Kovalent qutbsiz aloqaga ega bo'lgan modda formulaga ega
1) NH3 2) Cu 3) H2S 4) I2
10. Qutbsiz kovalent bog'lanishga ega bo'lgan moddalar
1) suv va olmos
2) vodorod va xlor
3) mis va azot
4) brom va metan
11. Bir xil nisbiy elektromanfiylikka ega bo'lgan atomlar o'rtasida kimyoviy bog' hosil bo'ladi
2) kovalent qutbli
3) kovalent qutbsiz
4) vodorod
12. Kovalent qutbli bog'lanishlar xarakterlidir
1) KC1 2) HBr 3) P4 4) CaCl2
13. Atomidagi elektronlar qatlamlari o'rtasida quyidagicha taqsimlangan kimyoviy element: 2, 8, 8, 2 vodorod bilan kimyoviy bog' hosil qiladi.
1) kovalent qutbli
2) kovalent qutbsiz
4) metall
14. Qaysi moddaning molekulasida uglerod atomlari orasidagi bog'lanish eng uzun uzunlikka ega?
1) atsetilen 2) etan 3) eten 4) benzol
15. Uchta umumiy elektron juft molekulada kovalent bog hosil qiladi
2) vodorod sulfidi
16. Molekulalar o'rtasida vodorod bog'lari hosil bo'ladi
1) dimetil efir
2) metanol
3) etilen
4) etil asetat
17. Bog'lanish qutbliligi molekulada eng aniq namoyon bo'ladi
1) HI 2) HC1 3) HF 4) NVg
18. Qutbsiz kovalent bog'lanishga ega bo'lgan moddalar
1) suv va olmos
2) vodorod va xlor
3) mis va azot
4) brom va metan
19. Vodorod bog'lanishi moddaga xos emas
1) H2O 2) CH4 3) NH3 4) CH3OH
20. Kovalent qutbli bog`lanish formulalari bo`lgan ikkita moddaning har biriga xosdir
2) CO2 va K2O
4) CS2 va RS15
21. Molekuladagi eng zaif kimyoviy bog'lanish
1) ftor 2) xlor 3) brom 4) yod
22. Qaysi moddaning molekulasida eng uzun kimyoviy bog'lanish mavjud?
1) ftor 2) xlor 3) brom 4) yod
23. Seriyada ko'rsatilgan moddalarning har biri kovalent bog'lanishga ega:
1) C4H10, NO2, NaCl
2) CO, CuO, CH3Cl
4) C6H5NO2, F2, CC14
24. Seriyada ko'rsatilgan moddalarning har biri kovalent bog'lanishga ega:
1) CaO, C3H6, S8
2) Fe. NaNO3, CO
3) N2, CuCO3, K2S
4) C6H5N02, SO2, CHC13
25. Seriyada ko'rsatilgan moddalarning har biri kovalent bog'lanishga ega:
1) C3H4, NO, Na2O
2) CO, CH3C1, PBr3
3) R2Oz, NaHSO4, Cu
4) C6H5NO2, NaF, CC14
26. Seriyada ko'rsatilgan moddalarning har biri kovalent bog'lanishga ega:
1) C3Ha, NO2, NaF
2) KS1, CH3Cl, C6H12O6
3) P2O5, NaHSO4, Ba
4) C2H5NH2, P4, CH3OH
27. Bog'lanish qutbliligi molekulalarda ko'proq namoyon bo'ladi
1) vodorod sulfidi
3) fosfin
4) vodorod xlorid
28. Qaysi moddaning molekulasida kimyoviy bog'lanishlar kuchli?
29. NH4Cl, CsCl, NaNO3, PH3, HNO3 moddalar orasida - ionli bog'langan birikmalar soni teng.
30. (NH4)2SO4, Na2SO4, CaI2, I2, CO2 moddalar orasida - kovalent bog'langan birikmalar soni teng.
Javoblar: 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
Kimyoviy bog'lanishning xususiyatlari
Kimyoviy bog'lanish haqidagi ta'limot barcha nazariy kimyoning asosini tashkil qiladi. Kimyoviy bog'lanish deganda ularni molekulalar, ionlar, radikallar va kristallarga bog'laydigan atomlarning o'zaro ta'siri tushuniladi. Kimyoviy bog'lanishning to'rt turi mavjud: ion, kovalent, metall va vodorod. Xuddi shu moddalarda har xil turdagi bog'lanishlar mavjud.
1. Asoslarda: gidroksoguruhlardagi kislorod va vodorod atomlari o’rtasida qutbli kovalent bog’lanish, metall va gidroksoguruh o’rtasida esa ionli bog’lanish.
2. Kislorodli kislotalar tuzlarida: metall bo'lmagan atom bilan kislotali qoldiq kislorodi o'rtasida - kovalent qutbli va metall bilan kislotali qoldiq o'rtasida - ionli.
3. Ammoniy, metilammoniy va boshqalar tuzlarida azot va vodorod atomlari orasida qutbli kovalent, ammoniy yoki metilammoniy ionlari bilan kislota qoldig‘i orasida esa ionli bo‘ladi.
4. Metall peroksidlarda (masalan, Na 2 O 2) kislorod atomlari orasidagi bog'lanish kovalent, qutbsiz, metall bilan kislorod o'rtasida esa ion va boshqalar.
Kimyoviy bog'lanishlarning barcha turlari va turlarining birligining sababi ularning bir xil kimyoviy tabiati - elektron-yadro o'zaro ta'siridir. Har qanday holatda ham kimyoviy bog'lanishning paydo bo'lishi atomlarning elektron-yadroviy o'zaro ta'sirining natijasi bo'lib, energiya chiqishi bilan birga keladi.
Kovalent bog'lanishni hosil qilish usullari
Kovalent kimyoviy bog'lanish umumiy elektron juftlarining hosil bo'lishi tufayli atomlar o'rtasida paydo bo'ladigan bog'lanishdir.
Kovalent birikmalar odatda gazlar, suyuqliklar yoki nisbatan past eriydigan qattiq moddalardir. Noyob istisnolardan biri olmos bo'lib, u 3500 ° C dan yuqori eriydi. Bu alohida molekulalar to'plami emas, balki kovalent bog'langan uglerod atomlarining uzluksiz panjarasi bo'lgan olmosning tuzilishi bilan izohlanadi. Aslida, har qanday olmos kristali, o'lchamidan qat'i nazar, bitta ulkan molekuladir.
Ikki metall bo'lmagan atomlarning elektronlari birlashganda kovalent bog'lanish paydo bo'ladi. Olingan struktura molekula deb ataladi.
Bunday bog'lanishning hosil bo'lish mexanizmi almashinuv yoki donor-akseptor bo'lishi mumkin.
Ko'pgina hollarda, kovalent bog'langan ikkita atom turli xil elektronegativlikka ega va umumiy elektronlar ikki atomga teng ravishda tegishli emas. Ko'pincha ular bir atomga boshqasiga qaraganda yaqinroq. Masalan, vodorod xlorid molekulasida kovalent aloqa hosil qiluvchi elektronlar xlor atomiga yaqinroq joylashadi, chunki uning elektr manfiyligi vodorodnikidan yuqori. Biroq, elektronlarni jalb qilish qobiliyatidagi farq vodorod atomidan xlor atomiga to'liq elektron o'tishi uchun etarlicha katta emas. Shuning uchun vodorod va xlor atomlari orasidagi bog'lanishni ionli bog'lanish (to'liq elektron uzatish) va qutbsiz kovalent bog'lanish (ikki atom orasidagi elektron juftining simmetrik joylashuvi) o'rtasidagi o'zaro bog'liqlik deb hisoblash mumkin. Atomlarning qisman zaryadi yunoncha d harfi bilan belgilanadi. Bunday bog'lanish qutbli kovalent bog', vodorod xlorid molekulasi qutbli, ya'ni musbat zaryadlangan uchi (vodorod atomi) va manfiy zaryadlangan uchi (xlor atomi) deb ataladi.
1. Almashuv mexanizmi atomlar juftlashtirilmagan elektronlarni birlashtirib umumiy elektron juftlarini hosil qilganda ishlaydi.
1) H 2 - vodorod.
Bog'lanish vodorod atomlarining s-elektronlari (bir-biriga yopishgan s-orbitallar) tomonidan umumiy elektron juft hosil bo'lishi tufayli yuzaga keladi.
2) HCl - vodorod xlorid.
Bog'lanish s- va p-elektronlarning umumiy elektron juftligi (s-p orbitallarning ustma-ust tushishi) hosil bo'lishi tufayli yuzaga keladi.
3) Cl 2: Xlor molekulasida juftlashtirilmagan p-elektronlar (p-p orbitallarning ustma-ust tushishi) hisobiga kovalent bog'lanish hosil bo'ladi.
4) N 2: Azot molekulasida atomlar orasida uchta umumiy elektron juft hosil bo'ladi.
Kovalent bog'lanish hosil bo'lishining donor-akseptor mexanizmi
Donor elektron juftiga ega qabul qiluvchi- bu juftlik egallashi mumkin bo'lgan erkin orbital. Ammoniy ionida vodorod atomlari bilan to'rtta bog'lanishning barchasi kovalentdir: uchtasi almashinish mexanizmiga ko'ra azot atomi va vodorod atomlari tomonidan umumiy elektron juftlarni yaratish natijasida, biri donor-akseptor mexanizmi orqali hosil bo'lgan. Kovalent bog'lanishlar elektron orbitallarning bir-birining ustiga tushishi, shuningdek, bog'langan atomlardan biriga siljishi bo'yicha tasniflanadi. Bog`lanish chizig`i bo`ylab elektron orbitallarning ustma-ust tushishi natijasida hosil bo`lgan kimyoviy bog`lar deyiladi σ - ulanishlar(sigma obligatsiyalari). Sigma aloqasi juda kuchli.
p orbitallari ikki mintaqada bir-birining ustiga chiqishi mumkin, bu esa lateral qoplama orqali kovalent bog'lanish hosil qiladi.
Bog'lanish chizig'idan tashqarida, ya'ni ikki mintaqada elektron orbitallarning "lateral" qoplanishi natijasida hosil bo'lgan kimyoviy bog'lanishlar pi bog'lari deb ataladi.
Umumiy elektron juftlarini ular bog'laydigan atomlardan biriga siljish darajasiga ko'ra, kovalent bog'lanish qutbli yoki qutbsiz bo'lishi mumkin. Elektromanfiyligi bir xil bo'lgan atomlar o'rtasida hosil bo'lgan kovalent kimyoviy bog'lanish qutbsiz deb ataladi. Elektron juftlari atomlarning hech biriga siljimaydi, chunki atomlar bir xil elektronegativlikka ega - boshqa atomlardan valentlik elektronlarini jalb qilish xususiyati. Masalan,
ya'ni oddiy metall bo'lmagan moddalar molekulalari kovalent qutbsiz bog'lanish orqali hosil bo'ladi. Elektromanfiyligi har xil bo'lgan elementlar atomlari orasidagi kovalent kimyoviy bog'lanish qutbli deb ataladi.
Masalan, NH 3 ammiakdir. Azot vodorodga qaraganda ko'proq elektronegativ elementdir, shuning uchun umumiy elektron juftlari uning atomi tomon siljiydi.
Kovalent bog'lanishning xarakteristikalari: bog'lanish uzunligi va energiyasi
Kovalent bog'lanishning xarakterli xususiyatlari uning uzunligi va energiyasidir. Bog' uzunligi - atom yadrolari orasidagi masofa. Kimyoviy bog'lanishning uzunligi qancha qisqa bo'lsa, u shunchalik kuchli bo'ladi. Biroq, bog'lanish kuchining o'lchovi bog'lanish energiyasi bo'lib, u aloqani uzish uchun zarur bo'lgan energiya miqdori bilan belgilanadi. Odatda u kJ/mol bilan o'lchanadi. Shunday qilib, eksperimental ma'lumotlarga ko'ra, H 2, Cl 2 va N 2 molekulalarining bog'lanish uzunligi mos ravishda 0,074, 0,198 va 0,109 nm, bog'lanish energiyalari esa mos ravishda 436, 242 va 946 kJ / mol ni tashkil qiladi.
Ionlar. Ion aloqasi
Atomning oktet qoidasiga bo'ysunishi uchun ikkita asosiy imkoniyat mavjud. Ulardan birinchisi ion bog'lanishlarining hosil bo'lishidir. (Ikkinchisi - kovalent bog'lanishning shakllanishi, bu haqda quyida muhokama qilinadi). Ion bog'lanish hosil bo'lganda, metall atomi elektronlarni yo'qotadi va metall bo'lmagan atom elektronlarni oladi.
Tasavvur qilaylik, ikkita atom "uchrashadi": I guruh metalining atomi va VII guruhning metall bo'lmagan atomi. Metall atomining tashqi energiya darajasida bitta elektron mavjud bo'lsa, metall bo'lmagan atomning tashqi darajasi to'liq bo'lishi uchun faqat bitta elektronga ega emas. Birinchi atom ikkinchisiga yadrodan uzoqda bo'lgan va zaif bog'langan elektronni osongina beradi, ikkinchisi esa uni tashqi elektron sathida bo'sh joy bilan ta'minlaydi. Shunda manfiy zaryadlardan biridan mahrum bo'lgan atom musbat zaryadlangan zarraga, ikkinchisi esa hosil bo'lgan elektron tufayli manfiy zaryadlangan zarraga aylanadi. Bunday zarralar ionlar deb ataladi.
Bu ionlar orasidagi kimyoviy bog'lanishdir. Atomlar yoki molekulalar sonini ko'rsatadigan raqamlar koeffitsientlar deb ataladi va molekuladagi atomlar yoki ionlar sonini ko'rsatadigan raqamlar indekslar deb ataladi.
Metall ulanish
Metalllarning o'ziga xos xususiyatlari bor, ular boshqa moddalarning xususiyatlaridan farq qiladi. Bunday xususiyatlar nisbatan yuqori erish harorati, yorug'likni aks ettirish qobiliyati va yuqori issiqlik va elektr o'tkazuvchanligidir. Bu xususiyatlar metallardagi maxsus bog'lanish turi - metall bog'ning mavjudligi bilan bog'liq.
Metall bog'lanish metall kristallaridagi musbat ionlar o'rtasidagi bog'lanish bo'lib, butun kristall bo'ylab erkin harakatlanuvchi elektronlarni jalb qilish hisobiga amalga oshiriladi. Ko'pgina metallarning tashqi darajadagi atomlari oz sonli elektronlarni o'z ichiga oladi - 1, 2, 3. Bu elektronlar osongina chiqib ketish, va atomlar musbat ionlarga aylanadi. Ajratilgan elektronlar bir iondan ikkinchisiga o'tib, ularni bir butunga bog'laydi. Ushbu elektronlar ionlar bilan bog'lanib, vaqtincha atomlarni hosil qiladi, keyin yana parchalanadi va boshqa ion bilan birlashadi va hokazo. Jarayon cheksiz ravishda sodir bo'ladi, uni sxematik tarzda quyidagicha tasvirlash mumkin:
Binobarin, metall hajmida atomlar doimiy ravishda ionlarga aylanadi va aksincha. Umumiy elektronlar orqali ionlar orasidagi metallardagi bog'lanish metall deb ataladi. Metall bog'lanish kovalent bog'lanish bilan ba'zi o'xshashliklarga ega, chunki u tashqi elektronlarni almashishga asoslangan. Biroq, kovalent bog'lanish bilan faqat ikkita qo'shni atomning tashqi juftlanmagan elektronlari umumiy bo'ladi, metall aloqada esa barcha atomlar bu elektronlarni almashishda ishtirok etadilar. Shuning uchun ham kovalent aloqaga ega bo'lgan kristallar mo'rt bo'ladi, lekin metall bog'lanish bilan, qoida tariqasida, ular egiluvchan, elektr o'tkazuvchan va metall yorqinlikka ega.
Metall bog'lanish ham sof metallarga, ham turli metallar aralashmalariga - qattiq va suyuq holatdagi qotishmalarga xosdir. Biroq, bug 'holatida metall atomlari bir-biri bilan kovalent bog' bilan bog'langan (masalan, natriy bug'i katta shaharlar ko'chalarini yoritish uchun sariq rangli chiroqlarni to'ldiradi). Metall juftlari alohida molekulalardan (monatomik va diatomik) iborat.
Metall bog'lanish kovalent bog'lanishdan mustahkamligi bilan ham farq qiladi: uning energiyasi kovalent bog'ning energiyasidan 3-4 marta kam.
Bog'lanish energiyasi - bu moddaning bir molini tashkil etuvchi barcha molekulalardagi kimyoviy bog'lanishni uzish uchun zarur bo'lgan energiya. Kovalent va ionli bog'lanishlarning energiyalari odatda yuqori va 100-800 kJ/mol darajasidagi qiymatlarni tashkil qiladi.
Vodorod aloqasi
O'rtasidagi kimyoviy bog'lanish bir molekulaning musbat qutblangan vodorod atomlari(yoki uning qismlari) va yuqori elektronegativ elementlarning manfiy qutblangan atomlari umumiy elektron juftlariga (F, O, N va kamroq tez-tez S va Cl) ega bo'lgan boshqa molekula (yoki uning qismlari) vodorod deb ataladi. Vodorod bogʻlanish hosil boʻlish mexanizmi qisman elektrostatik, qisman d hurmat qiluvchi-qabul qiluvchi xarakter.
Molekulyar vodorod bog'lanishiga misollar:
Bunday bog'lanish mavjud bo'lganda, hatto past molekulyar moddalar ham normal sharoitda suyuqlik (spirtli ichimliklar, suv) yoki oson suyultirilgan gazlar (ammiak, vodorod ftorid) bo'lishi mumkin. Biopolimerlarda - oqsillar (ikkilamchi tuzilish) - karbonil kislorod va aminokislota vodorodi o'rtasida molekulyar vodorod aloqasi mavjud:
Polinukleotid molekulalari - DNK (dezoksiribonuklein kislotasi) - qo'shaloq spiral bo'lib, ularda ikkita nukleotid zanjiri bir-biri bilan vodorod bog'lari bilan bog'langan. Bu holda komplementarlik printsipi ishlaydi, ya'ni bu bog'lar purin va pirimidin asoslaridan tashkil topgan ma'lum juftliklar o'rtasida hosil bo'ladi: timin (T) adenin nukleotidiga (A), sitozin (C) esa unga qarama-qarshi joylashgan. guanin (G).
Vodorod bog'lari bo'lgan moddalar molekulyar kristall panjaralarga ega.
