Ion aloqasi
Sof ionli bog'lanish atomlarning kimyoviy bog'langan holati bo'lib, unda barqaror elektron muhitga umumiy elektron zichligi ko'proq elektron manfiy element atomiga to'liq o'tish orqali erishiladi.
Amalda, elektronning bir atomdan boshqa atomga to'liq o'tishi - aloqa sherigi amalga oshirilmaydi, chunki har bir element katta yoki kichik elektronegativlikka ega va har qanday kimyoviy bog'lanish ma'lum darajada kovalent bo'ladi. Agar kovalent bog'lanish darajasi etarlicha yuqori bo'lsa, unda bunday kimyoviy bog'lanish turli darajadagi ionlik darajasiga ega bo'lgan qutbli kovalent bog'lanishdir. Agar bog'larning kovalentlik darajasi uning ionlik darajasiga nisbatan kichik bo'lsa, unda bunday bog'lanish ionli hisoblanadi.
Ion bog'lanish faqat qarama-qarshi zaryadlangan ionlar holatida bo'lgan elektromusbat va elektron manfiy elementlarning atomlari o'rtasida mumkin. Ion bog'lanishning hosil bo'lish jarayoni elektrostatik modelni tushuntirishga imkon beradi, ya'ni. manfiy va musbat zaryadlangan ionlarning kimyoviy o'zaro ta'sirini ko'rib chiqish.
ionlari - Bular neytral atomlar yoki molekulalardan elektronlar berish yoki qabul qilish orqali hosil bo'lgan elektr zaryadlangan zarralardir.
Elektronlar molekulalar tomonidan berilgan yoki qabul qilinganda molekulyar yoki ko'p atomli ionlar hosil bo'ladi, masalan, dioksigen ioni, nitrit ioni.
Monatomik musbat ionlar yoki monoatomik manfiy ionlar yoki monotomik anionlar neytral atomlar o'rtasidagi elektronlarning o'zaro o'tishi natijasida yuzaga keladigan kimyoviy reaktsiya paytida paydo bo'ladi, atom, tashqi elektronlarning kichik soniga ega elektromusbat element esa barqarorroq holatga o'tadi. bu elektronlar sonini kamaytirish orqali monotomik kation. Aksincha, ko'p miqdordagi tashqi elektronlarga ega bo'lgan elektronegativ element atomi elektronlar sonini ko'paytirish orqali o'zi uchun barqarorroq bo'lgan monoatomik ion holatiga o'tadi. Monoatomik kationlar, qoida tariqasida, metallar tomonidan, monoatomik anionlar esa metall bo'lmaganlar tomonidan hosil bo'ladi.
Elektronlar uzatilganda, metall va metall bo'lmagan elementlarning atomlari o'zlarining yadrolari atrofida elektron qobiqning barqaror konfiguratsiyasini hosil qiladi. Metall bo'lmagan elementning atomi yadro atrofida keyingi asil gazning tashqi qobig'ini hosil qiladi. Holbuki, metall elementning atomi tashqi elektronlar qaytib kelgandan so'ng, avvalgi asil gazning barqaror oktet konfiguratsiyasini oladi.
Ion kristallari
Metall va metall bo'lmagan oddiy moddalarning o'zaro ta'sirida elektronlarning qaytishi va qabul qilinishi bilan birga tuzlar hosil bo'ladi. Misol:
2Na + Cl2 = 2NaCl,
2Al + 3F2 = 2AlF3
Ion aloqasi nafaqat kislorodsiz va kislorod o'z ichiga olgan kislotalar hosilalarining tuzlari uchun [masalan, NaCl, AlF3, NaNO3, Al(SO4)3], balki boshqa noorganik moddalar sinflari - asosiy oksidlar va gidroksidlar uchun ham xarakterlidir. Na2O va NaOH] kabi ikkilik birikmalar [Li3N va CaC2 kabi]. Belgisi qarama-qarshi bo'lgan zaryadli ionlar o'rtasida elektrostatik tortishish kuchlari paydo bo'ladi. Bunday jozibali kuchlar izotropik, ya'ni. barcha yo'nalishlarda bir xil harakat qiling. Natijada, qattiq tuzlardagi ionlarning joylashishi fazoda ma'lum tarzda tartibga solinadi. Tartibli kationlar va anionlar sistemasi ion kristall panjarasi, qattiq jismlarning o'zi (tuzlar, asos oksidlari va gidroksidlar) ion kristallari deb ataladi.
Barcha ion kristallari tabiatda tuzga o'xshaydi. Tuzga o'xshash belgi deganda ion kristallarini kristall moddalardan boshqa turdagi panjaralar bilan ajratib turadigan ma'lum xususiyatlar to'plami tushuniladi. Albatta, barcha ionli panjaralar kosmosda ionlarning bunday joylashishi bilan tavsiflanmaydi, ionlarning soni - qarama-qarshi zaryadga ega qo'shnilar har xil bo'lishi mumkin, ammo kosmosda kationlar va anionlarning almashinuvi kristallar uchun majburiydir.
Kulon tortishish kuchlari barcha yo'nalishlarda teng tarqalayotganligi sababli, kristall panjaraning tugunlaridagi ionlar nisbatan mustahkam bog'langan, garchi ionlarning har biri harakatsiz qo'zg'almasa ham, doimiy ravishda o'z pozitsiyasi atrofida termal tebranishlarni amalga oshiradi. panjara. Panjara bo'ylab ionlarning translatsion harakati yo'q, shuning uchun xona haroratida ion bog'lari bo'lgan barcha moddalar qattiq (kristalli)dir. Termal tebranishlarning amplitudasini ion kristalini isitish orqali oshirish mumkin, bu esa oxir-oqibat panjaraning yo'q qilinishiga va qattiq suyuqlik holatiga (erish haroratida) o'tishiga olib keladi. Ion kristallarining erish nuqtasi nisbatan yuqori va suyuq moddaning eng tartibsiz, gazsimon holatga o'tishidagi qaynash nuqtasi juda katta. Misol:
Ko'pgina tuzlar, ayniqsa, ko'p elementli kompleks tuzlar, shuningdek, organik kislotalarning tuzlari qaynash va hatto erish nuqtasidan past haroratlarda parchalanishi mumkin.
Ko'pgina ionli bog'langan birikmalarga xos xususiyat (ular suv bilan reaksiyaga kirishmaydi yoki erishdan oldin parchalanmaydi) ularning tarkibiy ionlariga ajralish qobiliyatidir; ionlarning harakatchanligi tufayli ion kristallarining suvli eritmalari yoki eritmalari elektr tokini o'tkazadi.
Ion kristallarida alohida juft ionlar o'rtasida bog'lanish mavjud emas; aniqrog'i, ion birikmasi namunasi tarkibidagi barcha kationlar va anionlar bog'langan bo'lib chiqadi, deb aytish kerak.
Kationlar va anionlardan tuzilgan ionli kristallarda molekulalar yo'q.
Ionli moddalarning kimyoviy formulalari faqat kristall panjaradagi kationlar va anionlarning nisbatlarini beradi; umuman olganda, ionli moddaning namunasi elektr neytral hisoblanadi. Masalan, Al2O3 ion kristalining formulasiga muvofiq, panjaradagi Al3+ kationlari va O2-anionlarining nisbati 2:3; modda elektr jihatdan neytral - oltita musbat zaryad (2 Al3+) oltita manfiy zaryad (3 O2-) bilan neytrallanadi.
Ion kristallarida haqiqiy molekulalar mavjud bo'lmasa ham, kovalent moddalar bilan bir xillik uchun shartli molekulalarning tarkibini NaCl va Al2O3 kabi formulalar yordamida etkazish odatiy holdir, shuning uchun ion moddalarni nisbiy molekulyar og'irlikning ma'lum qiymatlari bilan tavsiflash. Bu ko'proq oqlanadi, chunki kovalent bog'lanishdan ionga o'tish asta-sekin sodir bo'ladi va faqat x = 1,7 bilan shartli chegaraga ega.
Ion bog langan moddalarning nisbiy molekulyar massasi har bir element atomlari sonini hisobga olgan holda tegishli elementlarning nisbiy atom massalarini qo shish yo li bilan topiladi.
Misol: Al2O3 ning nisbiy molekulyar og'irligi:
Kristallarning tuzilishi va shakli kristallografiya fanining predmeti bo‘lib, kristalllarning xossalari bilan ularning tuzilishi o‘rtasidagi bog‘liqlikni kristall kimyosi o‘rganadi.
Shuni ta'kidlash kerakki, faqat ion bog'lari mavjud bo'lgan birikmalar deyarli yo'q. Kovalent aloqalar har doim kristalldagi qo'shni atomlar o'rtasida paydo bo'ladi.
Kimyoviy bog'lanish atomlarning elektronlari va yadrolari tomonidan yaratilgan elektr maydonlarining o'zaro ta'siri tufayli yuzaga keladi, ya'ni. kimyoviy bog'lanish tabiatan elektrdir.
ostida kimyoviy bog'lanish 2 yoki undan ortiq atomlarning o'zaro ta'sirining barqaror ko'p atomli tizim hosil bo'lishiga olib keladigan natijasini tushunish. Kimyoviy bog'lanishning hosil bo'lishi sharti - o'zaro ta'sir qiluvchi atomlarning energiyasini kamaytirish, ya'ni. moddaning molekulyar holati energetik jihatdan atom holatiga qaraganda qulayroqdir. Kimyoviy bog'lanish hosil bo'lganda, atomlar to'liq elektron qobiqni olishga intiladi.
Bular: kovalent, ion, metall, vodorod va molekulalararo.
kovalent bog'lanish- elektron juftning sotsializatsiyasi natijasida yuzaga keladigan kimyoviy bog'lanishning eng umumiy turi almashinuv mexanizmi -, o'zaro ta'sir qiluvchi atomlarning har biri bitta elektronni etkazib berganda yoki donor-akseptor mexanizmi, agar elektron jufti umumiy foydalanish uchun bitta atom (donor - N, O, Cl, F) tomonidan boshqa atomga (akseptor - d-elementlarning atomlari) o'tkazilsa.
Kimyoviy bog'lanish xususiyatlari.
1 - bog'lanishlarning ko'pligi - 2 atom o'rtasida faqat 1 sigma bog'lanishi mumkin, lekin u bilan birga bir xil atomlar o'rtasida pi va delta aloqalari bo'lishi mumkin, bu esa bir nechta bog'lanishlarning paydo bo'lishiga olib keladi. Ko'plik umumiy elektron juftlari soni bilan belgilanadi.
2 - bog'lanish uzunligi - molekuladagi yadrolararo masofa, ko'plik qanchalik katta bo'lsa, uning uzunligi kichikroq bo'ladi.
3 - bog'lanish kuchi - bu uni buzish uchun zarur bo'lgan energiya miqdori
4 - kovalent bogʻning toʻyinganligi shundan namoyon boʻladiki, bitta atom orbital faqat bitta c. hosil boʻlishida qatnasha oladi. Bu xususiyat molekulyar birikmalarning stokiometriyasini aniqlaydi.
5 - k.larning yoʻnalishi. elektron bulutlar kosmosda qanday shaklga va qanday yo'nalishga ega bo'lishiga qarab, ular bir-birining ustiga tushganda, molekulalarning chiziqli va burchakli shakli bo'lgan birikmalar hosil bo'lishi mumkin.
Ion aloqasi – elektromanfiyligi jihatidan juda farq qiluvchi atomlar oʻrtasida hosil boʻladi. Bular 6 va 7-guruhlarning asosiy kichik guruhlari elementlari bilan 1 va 2-guruhlarning asosiy kichik guruhlari birikmalari. Ion - kimyoviy bog'lanish bo'lib, u qarama-qarshi zaryadlangan ionlarning o'zaro elektrostatik tortishishi natijasida amalga oshiriladi.
Ion bog'lanishning hosil bo'lish mexanizmi: a) o'zaro ta'sir qiluvchi atomlar ionlarining hosil bo'lishi; b) ionlarning tortilishi natijasida molekula hosil bo'lishi.
Ion bog'lanishning yo'nalishsizligi va to'yinmaganligi
Ionlarning kuch maydonlari barcha yo'nalishlarda teng taqsimlangan, shuning uchun har bir ion har qanday yo'nalishda qarama-qarshi belgili ionlarni o'ziga jalb qilishi mumkin. Bu ion bog'lanishning yo'nalishsizligi. Qarama-qarshi belgili 2 ionning o'zaro ta'siri ularning kuch maydonlarining to'liq o'zaro kompensatsiyasiga olib kelmaydi. Shuning uchun ular boshqa yo'nalishlarda ham ionlarni jalb qilish qobiliyatini saqlab qoladilar, ya'ni. ionli bog'lanish to'yinmaganligi bilan tavsiflanadi. Shuning uchun ionli birikmadagi har bir ion shu qadar qarama-qarshi belgili ionlarni o'ziga tortadiki, ion tipidagi kristall panjara hosil bo'ladi. Ion kristalida molekulalar mavjud emas. Har bir ion turli belgiga ega bo'lgan ma'lum miqdordagi ionlar bilan o'ralgan (ionning koordinatsion raqami).
metall aloqa- kimyo. Metalllardagi aloqa. Metalllarda valentlik orbitallari ortiqcha va elektronlar yetishmaydi. Atomlar bir-biriga yaqinlashganda, ularning valentlik orbitallari bir-birining ustiga chiqadi, buning natijasida elektronlar bir orbitaldan ikkinchisiga erkin harakat qiladi va barcha metall atomlari o'rtasida bog'lanish paydo bo'ladi. Kristal panjaradagi metall ionlari orasidagi nisbatan erkin elektronlar tomonidan amalga oshiriladigan bog'lanish metall bog'lanish deyiladi. Ulanish kuchli delokalizatsiya qilingan va yo'nalish va to'yinganlikka ega emas, chunki valent elektronlar kristall bo'ylab teng taqsimlangan. Erkin elektronlarning mavjudligi metallarning umumiy xususiyatlarining mavjudligini aniqlaydi: shaffoflik, metall yorqinligi, yuqori elektr va issiqlik o'tkazuvchanligi, egiluvchanlik va plastiklik.
vodorod aloqasi– H atomi va kuchli manfiy element (F, Cl, N, O, S) o‘rtasidagi bog‘lanish. Vodorod aloqalari molekulalararo va ichki bo'lishi mumkin. BC kovalent bog'lanishdan kuchsizroq. VS ning paydo bo'lishi elektrostatik kuchlarning ta'siri bilan izohlanadi. H atomi kichik radiusga ega va bitta elektron H o'zgartirilganda yoki berilganda u kuchli musbat zaryad oladi, bu esa elektronegativlikka ta'sir qiladi.
Ion aloqasi
(http://www.hemi.nsu.ru/ucheb138.htm veb-sayti materiallaridan foydalanilgan)
Ion bog'lanish qarama-qarshi zaryadlangan ionlar orasidagi elektrostatik tortishish orqali amalga oshiriladi. Bu ionlar elektronlarning bir atomdan ikkinchisiga o'tishi natijasida hosil bo'ladi. Elektromanfiyligida katta farqlarga ega bo'lgan atomlar (odatda Pauling shkalasi bo'yicha 1,7 dan katta), masalan, gidroksidi metallar va galogenlar o'rtasida ionli bog'lanish hosil bo'ladi.
NaCl hosil bo'lishi misolida ion bog'lanish ko'rinishini ko'rib chiqamiz.
Atomlarning elektron formulalaridan
Na 1s 2 2s 2 2p 6 3s 1 va
Cl 1s 2 2s 2 2p 6 3s 2 3p 5
Ko'rinib turibdiki, tashqi darajani yakunlash uchun natriy atomi bitta elektrondan voz kechishi ettita qo'shishdan ko'ra osonroqdir va xlor atomi ettitadan voz kechgandan ko'ra bitta elektronni qo'shish osonroqdir. Kimyoviy reaktsiyalarda natriy atomi bitta elektronni beradi va xlor atomi uni qabul qiladi. Natijada, natriy va xlor atomlarining elektron qobiqlari olijanob gazlarning barqaror elektron qobiqlariga aylanadi (natriy kationining elektron konfiguratsiyasi).
Na + 1s 2 2s 2 2p 6,
va xlor anionining elektron konfiguratsiyasi
Cl – - 1s 2 2s 2 2p 6 3s 2 3p 6).
Ionlarning elektrostatik o'zaro ta'siri NaCl molekulasining hosil bo'lishiga olib keladi.
Kimyoviy bog'lanishning tabiati ko'pincha agregatsiya holatida va moddaning fizik xususiyatlarida namoyon bo'ladi. Natriy xlorid NaCl kabi ionli birikmalar qattiq va refrakterdir, chunki ularning "+" va "-" ionlarining zaryadlari o'rtasida kuchli elektrostatik tortishish kuchlari mavjud.
Manfiy zaryadlangan xlorid ioni nafaqat "o'zining" Na + ionini, balki uning atrofidagi boshqa natriy ionlarini ham o'ziga tortadi. Bu har qanday ionning yonida qarama-qarshi belgili bitta emas, balki bir nechta ion mavjudligiga olib keladi.
Natriy xlorid NaCl kristalining tuzilishi.
Aslida, har bir xlorid ioni atrofida 6 ta natriy ioni va har bir natriy ioni atrofida 6 ta xlorid ioni mavjud. Ionlarning bunday tartibli o'rami ionli kristall deyiladi. Agar kristallda alohida xlor atomi ajratilgan bo'lsa, u holda atrofdagi natriy atomlari orasida xlor bilan reaksiyaga kirishganini topish endi mumkin emas.
Elektrostatik kuchlar bilan bir-biriga jalb qilingan ionlar tashqi kuch yoki haroratning oshishi ta'sirida o'z joylashuvini o'zgartirishni juda istamaydi. Ammo agar natriy xlorid eritilsa va vakuumda qizdirilsa, u bug'lanadi va ikki atomli NaCl molekulalarini hosil qiladi. Bu shuni ko'rsatadiki, kovalent bog'lanish kuchlari hech qachon to'liq o'chirilmaydi.
Ion bog'lanishning asosiy xarakteristikalari va ionli birikmalarning xossalari
1. Ion bog lanish kuchli kimyoviy bog dir. Ushbu bog'lanishning energiyasi taxminan 300 - 700 kJ / mol.
2. Kovalent bog'lanishdan farqli o'laroq, ionli bog'lanish yo'nalishsizdir, chunki ion har qanday yo'nalishda qarama-qarshi belgili ionlarni o'ziga tortishi mumkin.
3. Kovalent bog'lanishdan farqli o'laroq, ionli bog'lanish to'yinmagan, chunki qarama-qarshi belgili ionlarning o'zaro ta'siri ularning kuch maydonlarining to'liq o'zaro kompensatsiyasiga olib kelmaydi.
4. Ion bog langan molekulalarning hosil bo lish jarayonida elektronlarning to liq ko chirilishi sodir bo lmaydi, shuning uchun tabiatda 100% ionli bog lanish mavjud emas. NaCl molekulasida kimyoviy bog'lanish faqat 80% iondir.
5. Ionli birikmalar yuqori erish va qaynash temperaturasiga ega kristall qattiq moddalardir.
6. Aksariyat ionli birikmalar suvda eriydi. Ion birikmalarining eritmalari va eritmalari elektr tokini o'tkazadi.
metall aloqa
Metall kristallar turlicha joylashtirilgan. Agar siz metall natriyning bir bo'lagini ko'rib chiqsangiz, u tashqi ko'rinishida osh tuzidan juda farq qilishini bilib olasiz. Natriy yumshoq metall bo'lib, pichoq bilan osongina kesiladi, bolg'a bilan tekislanadi, uni stakanda spirtli chiroqda osongina eritish mumkin (erish nuqtasi 97,8 o C). Natriy kristalida har bir atom sakkizta shunga o'xshash boshqa atomlar bilan o'ralgan.
Metall Na kristalining tuzilishi.
Rasmdan ko'rinib turibdiki, kub markazidagi Na atomining eng yaqin 8 ta qo'shnisi bor. Ammo kristalldagi boshqa har qanday atom haqida ham xuddi shunday deyish mumkin, chunki ularning barchasi bir xil. Kristal ushbu rasmda ko'rsatilgan "cheksiz" takrorlanuvchi qismlardan iborat.
Tashqi energiya darajasidagi metall atomlari oz sonli valent elektronlarni o'z ichiga oladi. Metall atomlarining ionlanish energiyasi past bo'lganligi sababli, bu atomlarda valentlik elektronlari zaif saqlanadi. Natijada metallarning kristall panjarasida musbat zaryadlangan ionlar va erkin elektronlar paydo bo'ladi. Bunda metall kationlari kristall panjaraning tugunlarida joylashadi va elektronlar musbat markazlar sohasida erkin harakatlanib, “elektron gaz” deb ataladigan narsani hosil qiladi.
Ikki kation o'rtasida manfiy zaryadlangan elektronning mavjudligi har bir kationning ushbu elektron bilan o'zaro ta'sir qilishiga olib keladi.
Shunday qilib, metall bog' - metall kristallaridagi musbat ionlar orasidagi bog'lanish bo'lib, u butun kristall bo'ylab erkin harakatlanadigan elektronlarni jalb qilish orqali amalga oshiriladi.
Metalldagi valentlik elektronlari kristall bo'ylab bir tekis taqsimlanganligi sababli, metall bog'lanish, xuddi ion kabi, yo'naltirilmagan bog'lanishdir. Kovalent bog'lanishdan farqli o'laroq, metall bog'lanish to'yinmagan bog'lanishdir. Metall bog'lanish kovalent bog'lanishdan kuchliligi bilan ham farq qiladi. Metall bog'ning energiyasi kovalent bog'ning energiyasidan taxminan 3-4 baravar kam.
Elektron gazning yuqori harakatchanligi tufayli metallar yuqori elektr va issiqlik o'tkazuvchanligi bilan ajralib turadi.
Metall kristall etarlicha sodda ko'rinadi, lekin uning elektron tuzilishi aslida ion tuzi kristallariga qaraganda ancha murakkab. Metall elementlarning tashqi elektron qobig'ida to'liq "okteta" kovalent yoki ionli bog'lanish hosil qilish uchun elektronlar etarli emas. Shuning uchun gazsimon holatda ko'pchilik metallar monotomik molekulalardan (ya'ni, alohida, bog'liq bo'lmagan atomlardan) iborat. Oddiy misol simob bug'idir. Shunday qilib, metall atomlari orasidagi metall bog'lanish faqat agregatsiyaning suyuq va qattiq holatida sodir bo'ladi.
Metall bog'lanishni quyidagicha ta'riflash mumkin: hosil bo'lgan kristalldagi ba'zi metall atomlari atomlar orasidagi bo'shliqqa (natriyda u ... 3s1) valentlik elektronlarini berib, ionlarga aylanadi. Kristaldagi barcha metall atomlari bir xil bo'lgani uchun ularning har biri valentlik elektronini yo'qotish uchun teng imkoniyatga ega.
Boshqacha qilib aytganda, neytral va ionlangan metall atomlari orasidagi elektronlarning o'tishi energiya sarfisiz sodir bo'ladi. Bunday holda, elektronlarning bir qismi doimo atomlar orasidagi bo'shliqda "elektron gaz" shaklida tugaydi.
Bu erkin elektronlar, birinchi navbatda, metall atomlarini bir-biridan ma'lum bir muvozanat masofasida ushlab turadi.
Ikkinchidan, ular metallarga xarakterli "metall porlash" beradi (erkin elektronlar yorug'lik kvantlari bilan o'zaro ta'sir qilishi mumkin).
Uchinchidan, erkin elektronlar metallarni yaxshi elektr o'tkazuvchanligi bilan ta'minlaydi. Metalllarning yuqori issiqlik o'tkazuvchanligi atomlararo bo'shliqda erkin elektronlarning mavjudligi bilan ham izohlanadi - ular energiyaning o'zgarishiga osonlik bilan "javob beradilar" va uning kristallda tez o'tishiga hissa qo'shadilar.
Metall kristallning elektron tuzilishining soddalashtirilgan modeli.
******** Natriy metali misolida, atom orbitallari haqidagi g'oyalar nuqtai nazaridan metall bog'lanishning tabiatini ko'rib chiqaylik. Natriy atomi, boshqa ko'plab metallar kabi, valentlik elektronlarining etishmasligiga ega, ammo erkin valentlik orbitallari mavjud. Natriyning yagona 3s elektroni qo'shni orbitallarga erkin va yaqin energiya bilan harakatlana oladi. Kristaldagi atomlar bir-biriga yaqinlashganda, qo'shni atomlarning tashqi orbitallari bir-biriga yopishadi, buning natijasida berilgan elektronlar kristall bo'ylab erkin harakatlanadi.
Biroq, "elektron gaz" ko'rinishi mumkin bo'lgan darajada tartibsiz emas. Metall kristalldagi erkin elektronlar bir-birining ustiga chiqadigan orbitallarda joylashgan va ma'lum darajada ijtimoiylashgan bo'lib, o'ziga xos kovalent bog'lanishlarni hosil qiladi. Natriy, kaliy, rubidiy va boshqa metall s-elementlar oddiygina bir nechta umumiy elektronlarga ega, shuning uchun ularning kristallari mo'rt va eruvchan. Valentlik elektronlari sonining ko'payishi bilan metallarning mustahkamligi, qoida tariqasida, ortadi.
Shunday qilib, elementlar metall bog'lanishga moyil bo'lib, ularning atomlari tashqi qobiqlarda kam valentlik elektronlariga ega. Metall bog'lanishni amalga oshiradigan bu valent elektronlar shunday darajada ijtimoiylashganki, ular butun metall kristali bo'ylab harakatlana oladi va metallning yuqori elektr o'tkazuvchanligini ta'minlaydi.
NaCl kristali elektr tokini o'tkazmaydi, chunki ionlar orasidagi bo'shliqda erkin elektronlar mavjud emas. Natriy atomlari tomonidan berilgan barcha elektronlar xlorid ionlarini atrofida mahkam ushlab turadi. Bu ion kristallari va metall kristallar o'rtasidagi asosiy farqlardan biridir.
Metall bog'lanish haqida hozir bilgan narsangiz ko'pchilik metallarning yuqori egiluvchanligini (egiluvchanligini) ham tushuntiradi. Metallni yupqa qatlamga tekislash mumkin, simga tortiladi. Gap shundaki, metall kristalidagi atomlarning alohida qatlamlari nisbatan osonlik bilan bir-birining ustiga siljishi mumkin: harakatlanuvchi "elektron gaz" doimiy ravishda alohida ijobiy ionlarning harakatini yumshatib, ularni bir-biridan himoya qiladi.
Albatta, osh tuzi bilan hech narsa qilish mumkin emas, garchi tuz ham kristalli moddadir. Ion kristallarida valent elektronlar atom yadrosi bilan mustahkam bog'langan. Ionlarning bir qatlamining boshqasiga nisbatan siljishi bir xil zaryadli ionlarning yaqinlashishiga olib keladi va ular o'rtasida kuchli itarilish paydo bo'ladi, natijada kristall parchalanadi (NaCl mo'rt moddadir).
Ion kristalli qatlamlarining siljishi o'xshash ionlar o'rtasida katta itaruvchi kuchlarning paydo bo'lishiga va kristalning yo'q qilinishiga olib keladi.
Navigatsiya
- Moddaning miqdoriy xarakteristikalari asosida birlashtirilgan masalalarni yechish
- Muammoni hal qilish. Moddalar tarkibining doimiyligi qonuni. Moddaning “molyar massasi” va “kimyoviy miqdori” tushunchalari yordamida hisob-kitoblar
Metall bog'lanishning tabiati. Metall kristallarning tuzilishi.
1. Bilan. 71–73; 2. Bilan. 143–147; 4. Bilan. 90–93; 8. Bilan. 138–144; 3. Bilan. 130–132.
Ion kimyoviy bog'lanish kationlar va anionlar o'rtasida elektrostatik o'zaro ta'sir natijasida hosil bo'ladigan bog'lanish deyiladi. Ion bog'lanishni elektromanfiylik qiymatlari juda xilma-xil bo'lgan atomlar tomonidan hosil qilingan kovalent qutbli bog'lanishning cheklovchi holati sifatida ko'rish mumkin.
Ion bog'lanish hosil bo'lganda, elektronlarning umumiy juftligini yanada elektronegativ atomga sezilarli siljish sodir bo'ladi, bu esa manfiy zaryad oladi va anionga aylanadi. Boshqa atom elektronni yo'qotib, kation hosil qiladi. Ion bog'lanish faqat elektr manfiyligi (Dc ≥ 1,9) bo'yicha katta farq qiladigan bunday elementlarning atom zarralari o'rtasida hosil bo'ladi.
Ion bog'lanish xarakterlidir yo'nalishsizlik kosmosda va to'ymaslik. Ionlarning elektr zaryadlari ularning tortilishi va qaytarilishini aniqlaydi va birikmaning stexiometrik tarkibini aniqlaydi.
Umuman olganda, ionli birikma qarama-qarshi zaryadli ionlarning ulkan assotsiatsiyasidir. Shuning uchun ionli birikmalarning kimyoviy formulalari bunday assotsiatsiyalarni hosil qiluvchi atom zarralari soni orasidagi eng oddiy nisbatni aks ettiradi.
Metall aloqa -Vmetallarning atom zarralarini kristallarda ushlab turadigan o'zaro ta'sir.
Metall bog'lanishning tabiati kovalent bog'lanishga o'xshaydi: har ikkala turdagi bog'lanishlar valent elektronlarning sotsializatsiyasiga asoslanadi. Biroq, kovalent bog'lanish holatida faqat ikkita qo'shni atomning valent elektronlari umumiy bo'ladi, metall bog'lanish hosil bo'lganda, barcha atomlar bir vaqtning o'zida ushbu elektronlarni almashishda ishtirok etadilar. Metalllarning past ionlanish energiyalari valentlik elektronlarning atomlardan ajralishini va kristallning butun hajmi bo'ylab harakatlanishini osonlashtiradi. Elektronlarning erkin harakati tufayli metallar yuqori elektr va issiqlik o'tkazuvchanligiga ega.
Shunday qilib, nisbatan kichik miqdordagi elektronlar metall kristalidagi barcha atomlarning bog'lanishini ta'minlaydi. Ushbu turdagi bog'lanish, kovalent bog'lanishdan farqli o'laroq mahalliylashtirilmagan Va yo'nalishsiz.
7. Molekulyar o'zaro ta'sir . Molekulalarning orientatsiyasi, induksiyasi va dispersiyaviy o‘zaro ta’siri. Molekulalararo o'zaro ta'sir energiyasining dipol momentining qiymatiga, molekulalarning qutblanishi va hajmiga bog'liqligi. Molekulyar o'zaro ta'sir energiyasi va moddalarning agregat holati. IV-VII guruh p-elementlarining oddiy moddalar va molekulyar birikmalarining qaynash va erish temperaturalarining o'zgarishi tabiati.
1. Bilan. 73–75; 2. Bilan. 149–151; 4. Bilan. 93–95; 8. Bilan. 144–146; 11. Bilan. 139–140.
Molekulalar bir butun sifatida elektr neytral bo'lsa-da, ular o'rtasida molekulalararo o'zaro ta'sirlar sodir bo'ladi.
Yagona molekulalar o'rtasida ta'sir qiluvchi va avval molekulyar suyuqlik, so'ngra molekulyar kristallar hosil bo'lishiga olib keladigan birlashtiruvchi kuchlar deyiladi.molekulalararo kuchlar , yoki Van der Vaals kuchlari .
Kimyoviy bog'lanish kabi molekulalararo o'zaro ta'sir mavjud elektrostatik tabiat, lekin, ikkinchisidan farqli o'laroq, juda zaif; ancha katta masofalarda o'zini namoyon qiladi va yo'qligi bilan tavsiflanadi to'yinganlik.
Molekulalararo o'zaro ta'sirning uch turi mavjud. Birinchi tur orientatsiono'zaro ta'sir qutbli molekulalar. Yaqinlashganda qutbli molekulalar dipollar uchlaridagi zaryad belgilariga muvofiq bir-biriga nisbatan orientatsiyalanadi. Molekulalar qanchalik qutbli bo'lsa, orientatsiya o'zaro ta'siri shunchalik kuchli bo'ladi. Uning energiyasi, birinchi navbatda, molekulalar dipollarining elektr momentlarining kattaligi (ya'ni, ularning qutblari) bilan belgilanadi.
Induktiv o'zaro ta'sir – bu qutbli va qutbsiz molekulalar orasidagi elektrostatik o'zaro ta'sir.
Qutbsiz molekulada qutbli molekulaning elektr maydoni ta'sirida "induktsiyalangan" (induktsiyalangan) dipol paydo bo'lib, u qutbli molekulaning doimiy dipoliga tortiladi. Induktiv o'zaro ta'sirning energiyasi qutbli molekula dipolining elektr momenti va qutbsiz molekulaning qutblanish qobiliyati bilan belgilanadi.
Dispersiyaning o'zaro ta'siri deb atalmishning o'zaro tortishishi natijasida yuzaga keladi oniy dipollar. Ushbu turdagi dipollar har qanday vaqtda qutbsiz molekulalarda elektron bulutining elektr tortishish markazlari va yadrolarning mustaqil tebranishlari natijasida yuzaga kelgan nomuvofiqligi tufayli paydo bo'ladi.
Ayrim komponentlarning molekulalararo o'zaro ta'sirning umumiy energiyasiga qo'shgan hissasining nisbiy qiymati molekulaning ikkita asosiy elektrostatik xususiyatiga bog'liq - uning qutbliligi va qutblanishi, bu esa, o'z navbatida, molekulaning hajmi va tuzilishi bilan belgilanadi.
8. vodorod aloqasi . Vodorod bog'ining hosil bo'lish mexanizmi va tabiati. Vodorod bog'lanish energiyasini kimyoviy bog'lanish energiyasi va molekulalararo o'zaro ta'sir energiyasi bilan taqqoslash. Molekulyar va molekulyar vodorod aloqalari. IV-VII guruh p-elementlari gidridlarining erish va qaynash temperaturalarining o'zgarishi tabiati. Vodorod aloqalarining tabiiy ob'ektlar uchun ahamiyati. Suvning anomal xossalari.
1. Bilan. 75–77; 2. Bilan. 147–149; 4. Bilan. 95–96; 11. Bilan. 140–143.
Molekulyar o'zaro ta'sir turlaridan biri vodorod aloqasi . Bir molekulaning musbat qutblangan vodorod atomi va boshqa molekulaning manfiy qutblangan X atomi o'rtasida amalga oshiriladi:
X d- ─N d+ X d- ─N d+ ,
bu erda X - eng elektronegativ elementlardan birining atomi - F, O yoki N, va belgi vodorod aloqasi uchun belgidir.
Vodorod bog'ining hosil bo'lishi, birinchi navbatda, vodorod atomida faqat bitta elektronga ega bo'lganligi sababli, X atomi bilan qutbli kovalent bog'lanish hosil bo'lganda, unga qarab siljiydi. Vodorod atomida yuqori musbat zaryad paydo bo'ladi, bu vodorod atomida ichki elektron qatlamlarning yo'qligi bilan birgalikda boshqa atomga kovalent bog'lanish uzunligiga yaqin masofalarga yaqinlashishga imkon beradi.
Shunday qilib, dipollarning o'zaro ta'siri natijasida vodorod bog'i hosil bo'ladi. Biroq, odatdagi dipol-dipol o'zaro ta'siridan farqli o'laroq, vodorod bog'lanish mexanizmi ham donor-akseptor o'zaro ta'siriga bog'liq bo'lib, bu erda elektron juft donor bir molekulaning X atomi, akseptor esa boshqasining vodorod atomidir.
Vodorod aloqasi yo'nalishlilik va to'yinganlik xususiyatlariga ega. Vodorod aloqasining mavjudligi moddalarning fizik xususiyatlariga sezilarli ta'sir qiladi. Masalan, HF, H 2 O va NH 3 ning erish va qaynash haroratlari bir xil guruhlarning boshqa elementlarining gidridlariga qaraganda yuqori. Anormal xatti-harakatlarning sababi vodorod aloqalarining mavjudligi bo'lib, ularning uzilishi qo'shimcha energiya talab qiladi.
Ulardan birinchisi ion bog'lanish hosil bo'lishidir. (Ikkinchi - ta'lim, quyida muhokama qilinadi). Ion bog'lanish hosil bo'lganda, metall atomi elektronlarni yo'qotadi va metall bo'lmagan atom oladi. Masalan, natriy va xlor atomlarining elektron tuzilishini ko'rib chiqing:
Na 1s 2 2s 2 2 p6 3 s 1 - tashqi darajadagi bitta elektron
Cl 1s 2 2s 2 2 p6 3 s2 3 p 5 - tashqi darajadagi yetti elektron
Agar natriy atomi o'zining yagona 3s elektronini xlor atomiga bersa, oktet qoidasi ikkala atom uchun ham amal qiladi. Xlor atomi tashqi uchinchi qatlamda sakkizta elektronga ega bo'ladi va natriy atomi ikkinchi qatlamda ham sakkizta elektronga ega bo'ladi, endi u tashqi bo'lib qoldi:
Na + 1s 2 2s 2 2 p 6
Cl - 1s 2 2s 2 2 p6 3 s2 3 p6 - tashqi darajadagi sakkizta elektron
Shu bilan birga, natriy atomining yadrosi hali ham 11 protonni o'z ichiga oladi, ammo elektronlarning umumiy soni 10 taga kamaydi. Bu musbat zaryadlangan zarralar soni manfiy zaryadlanganlardan bittaga ko'p ekanligini anglatadi, shuning uchun umumiy natriy "atomining" zaryadi +1 ga teng.
Xlorning "atomi" hozirda 17 proton va 18 elektronni o'z ichiga oladi va -1 zaryadga ega.
Bir yoki bir nechta elektronning yo'qolishi yoki ortishi natijasida hosil bo'lgan zaryadlangan atomlar deyiladi ionlari. Musbat zaryadlangan ionlar deyiladi kationlar, manfiy zaryadlanganlar esa deyiladi anionlar.
Qarama-qarshi zaryadga ega bo'lgan kationlar va anionlar elektrostatik kuchlar bilan bir-biriga tortiladi. Qarama-qarshi zaryadlangan ionlarning bunday tortilishi ionli bog'lanish deb ataladi.
. yilda sodir bo'ladi metall va bir yoki bir nechta metall bo'lmaganlar tomonidan hosil qilingan birikmalar.
Quyidagi birikmalar bu mezonga javob beradi va ion tabiatiga ega: MgCl 2, Fel 2, CuF, Na 2 0, Na 2 S0 4, Zn(C 2 H 3 0 2) 2.
Ion birikmalarini ifodalashning yana bir usuli bor:
Ushbu formulalarda nuqtalar faqat tashqi qobiqlarda joylashgan elektronlarni ko'rsatadi ( valent elektronlar ). Bunday formulalar kimyoviy bog'lanish nazariyasi asoschilaridan biri (L. Pauling bilan birga) amerikalik kimyogari G. N. Lyuis sharafiga Lyuis formulalari deb ataladi.
Elektronlarning metall atomidan metall bo'lmagan atomga o'tishi va ionlarning hosil bo'lishi metall bo'lmaganlar yuqori, metallar esa past bo'lganligi sababli mumkin.
Ionlarning bir-biriga kuchli tortilishi tufayli ionli birikmalar asosan qattiq va ancha yuqori erish nuqtasiga ega.
Ion bog'lanish elektronlarning metall atomidan nometall atomga o'tishi natijasida hosil bo'ladi. Olingan ionlar elektrostatik kuchlar bilan bir-biriga tortiladi.
