Типы химических связей
Ковалентная связь – наиболее общий вид химической связи, возникающий за счет обобществления электронной пары посредством обменного механизма, когда каждый из взаимодействующих атомов поставляет по одному электрону, или по донорно-акцепторному механизму, если электронная пара передается в общее пользование одним атомом (донором) другому атому (акцептору) (рис. 3.2).
Рисунок 3.2.
Обменный (а) и донорно-акцепторный (б) механизмы образования ковалентной связи.
Классический пример неполярной ковалентной связи (разность электроотрицательностей равна нулю) наблюдается у гомоядерных молекул: H–H, F–F. Энергия двухэлектронной двухцентровой связи лежит в пределах 200–2000 кДж∙моль –1.
При образовании гетероатомной ковалентной связи электронная пара смещена к более электроотрицательному атому, что делает такую связь полярной. (HCl, H 2O). Ионность полярной связи в процентах вычисляется по эмпирическому соотношению 16(χ A – χ B) + 3,5(χ A – χ B) 2, где χ A и χ B – электроотрицательности атомов А и В молекулы АВ. Кроме поляризуемости ковалентная связь обладает свойством насыщаемости – способностью атома образовывать столько ковалентных связей, сколько у него имеется энергетически доступных атомных орбиталей. О третьем свойстве ковалентной связи – направленности – речь ниже (см. метод валентных связей).
Ионная связь – частный случай ковалентной, когда образовавшаяся электронная пара полностью принадлежит более электроотрицательному атому, становящемуся анионом. Основой для выделения этой связи в отдельный тип служит то обстоятельство, что соединения с такой связью можно описывать в электростатическом приближении, считая ионную связь обусловленной притяжением положительных и отрицательных ионов. Взаимодействие ионов противоположного знака не зависит от направления, а кулоновские силы не обладают свойством насыщености. Поэтому каждый ион в ионном соединении притягивает такое число ионов противоположного знака, чтобы образовалась кристаллическая решетка ионного типа. В ионном кристалле нет молекул. Каждый ион окружен определенным числом ионов другого знака (координационное число иона). Ионные пары могут существовать в газообразном состоянии в виде полярных молекул. В газообразном состоянии NaCl имеет дипольный момент ~3∙10 –29 Кл∙м, что соответствует смещению 0,8 заряда электрона на длину связи 0,236 нм от Na к Cl, т. е. Na 0,8+Cl 0,8–.
Металлическая связь возникает в результате частичной делокализации валентных электронов, которые достаточно свободно движутся в решетке металлов, электростатически взаимодействуя с положительно заряженными ионами. Силы связи не локализованы и не направлены, а делокализированные электроны обусловливают высокую тепло- и электропроводность.
Модель 3.1. Виды химической связи.
Водородная связь . Ее образование обусловленно тем, что в результате сильного смещения электронной пары к электроотрицательному атому атом водорода, обладающий эффективным положительным зарядом, может взаимодействовать с другим электроотрицательным атомом (F, O, N, реже Cl, Br, S). Энергия такого электростатического взаимодействия составляет 20–100 кДж∙моль –1. Водородные связи могут быть внутри- и межмолекулярными. Внутримолекулярная водородная связь образуется, например, в ацетилацетоне и сопровождается замыканием цикла (рис. 3.3).
Молекулы карбоновых кислот в неполярных растворителях димеризуются за счет двух межмолекулярных водородных связей (рис. 3.4).
Рисунок 3.3.
Образование внутримолекулярной водородной связи.
Рисунок 3.4.
Образование межмолекулярной водородной связи.
Исключительно важную роль водородная связь играет в биологических макромолекулах, таких неорганических соединениях как H 2O, H 2F 2, NH 3. За счет водородных связей вода характеризуется столь высокими по сравнению с H 2Э (Э = S, Se, Te) температурами плавления и кипения. Если бы водородные связи отсутствовали, то вода плавилась бы при –100 °С, а кипела при –80 °С.
Ван-дер-ваальсова (межмолекулярная) связь – наиболее универсальный вид межмолекулярной связи, обусловлен дисперсионными силами (индуцированный диполь – индуцированный диполь), индукционным взаимодействием (постоянный диполь – индуцированный диполь) и ориентационным взаимодействием (постоянный диполь – постоянный диполь). Энергия ван-дер-ваальсовой связи меньше водородной и составляет 2–20 кДж∙моль –1.
Химическая связь в твердых телах. Свойства твердых веществ определяются природой частиц, занимающих узлы кристаллической решетки и типом взаимодействия между ними.
Твердые аргон и метан образуют атомные и молекулярные кристаллы соответственно. Поскольку силы между атомами и молекулами в этих решетках относятся к типу слабых ван-дер-ваальсовых, такие вещества плавятся при довольно низких температурах. Большая часть веществ, которые при комнатной температуре находятся в жидком и газообразном состоянии, при низких температурах образуют молекулярные кристаллы.
Температуры плавления ионных кристаллов выше, чем атомных и молекулярных, поскольку электростатические силы, действующие между ионами, намного превышают слабые ван-дер-ваальсовы силы. Ионные соединения более твердые и хрупкие. Такие кристаллы образуются элементами с сильно различающимися электроотрицательностями (например, галогениды щелочных металлов). Ионные кристаллы, содержащие многоатомные ионы, имеют более низкие температуры плавления; так для NaCl t пл. = 801 °C, а для NaNO 3 t пл = 311 °C.
Рисунок 3.5.
Кварц – кристаллическая форма оксида кремния.
В ковалентных кристаллах решетка построена из атомов, соединенных ковалентной связью, поэтому эти кристаллы обладают высокими твердостью, температурой плавления и низкими тепло- и электропроводностью.
Кристаллические решетки, образуемые металлами, называются металлическими. В узлах таких решеток находятся положительные ионы металлов, в межузлиях – валентные электроны (электронный газ).
Наибольшую температуру плавления из металлов имеют d-элементы, что объясняется наличием в кристаллах этих элементов ковалентной связи, образованной неспаренными d-электронами, помимо металлической, образованнной s-электронами.
Другие работы по теме:
О валентности испанских дейктических наречий
В наших рассуждениях мы исходим из того, что в основе разграничения дейктических наречий в испанском языке лежат два критерия: степень удаленности от точки отсчета и определенность/ неопределенность обозначаемого пространства.
Круговорот Азота
Университет города Переславля ДОКЛАД по курсу: “Экология” тема: “Круговорот Азота” студента 2 курса, группы Э75 Чевтаева Александра
Адаптация к температуре
Адаптация (от позднелат. Adaptatio – прилаживание, приспособление, от лат. adapto - приспособляю) – это процесс приспособления строения и функций организмов, особей, по-пуляций, видов и их органов к условиям среды.
Определение массовой доли вещества
Расчет массовой доли вещества в остатке, полученном при кипячении нитрата калия в сильнощелочной среде с алюминием. Вычисление массы исходной смеси при прокаливания кальция и алюминия без доступа воздуха. Определение массовой доли металлов их смеси.
Урок путешествие в мир веществ
Цель урока: закрепить и обобщить знания учащихся по изученной теме, развивать умение применять полученные знания при составлении формул бинарных соединений по валентности и определении валентности атомов химических элементов по формулам бинарных соединений, а также при проведении вычислений по химическим формулам, составлении графических формул и изготовлении моделей молекул бинарных соединений;
Актиноиды
, актиниды, семейство из 14 химических элементов с атомными номерами Z 90 — 103, расположенных в 7 периоде системы Менделеева за актинием Ac и относящихся, как и актиний, к III группе системы. К А. принадлежат: торий Th (Z=90), протактиний Pa(91), уран U (92), нептуний Np(93), плутоний Pu (94), америций Am (95), кюрий Cm(96), берклий Bk (97), калифорний Cf (98), эйнштейний Es (99), фермий Fm (100), менделевий Md (101), элемент № 102, не имеющий пока общепринятого названия, и лоуренсий Lr (103).
Валентность
monax/order/ - рефераты на заказ (более 2300 авторов в 450 городах СНГ). Тема: Валентность Цель: Дать учащимся понятие о валентности как свойстве атомов присоединять определённое число атомов другого элемента, научить их определять валентность элементов по формулам их соединений.
Гелий 2
Ге́лий — второй порядковый элемент периодической системы химических элементов Д. И. Менделеева, с атомным номером 2. Расположен в главной подгруппе восьмой группы, первом периоде периодической системы. Возглавляет группу инертных газов в периодической таблице. Обозначается символом
Электронное строение атома Периодический закон
Лекция № 2 и 3 Электронное строение атома. Периодический закон. Квантово-механическая модель атома. Атомные орбитали. Квантовые числа. Правила заполнения электронами атомных орбиталей. Валентность.
Типы химических реакций
Этиловый эфир ортрумуравьиной кислоты. Атомный состав молекулы (изомеризация). Крахмал и целлюлоза, их свойства. Изомеризация н-пентана в изопентан. Исходное вещество и продукт реакции изомеризации. Муравьиная кислота как сильный восстановитель.
Химические элементы, их связи и валентность
Химический элемент - совокупность атомов с одинаковым зарядом ядер и одинаковым числом электронов в атомной оболочке. Химическая связь. Закон постоянства состава вещества Пруста. Закон кратных отношений Дж. Дальтона. Валентность химических элементов.
К вопросу о металлической связи в плотнейших упаковках химических элементов
К вопросу о металлической связи в плотнейших упаковках химических элементов Г.Г.Филипенко Гродно АННОТАЦИЯ. Обычно в литературе металлическая связь описывается, как осуществленная посредством обобществления внешних электронов атомов и не обладающая свойством направленности. Хотя встречаются попытки (см. ниже ) объяснения направленной металлической связи т.к. элементы кристализуются в определенный тип решетки.
Кислород 2
Кислород — элемент главной подгруппы шестой группы, второго периода периодической системы химических элементов Д. И. Менделеева, с атомным номером 8. Обозначается символом
Индуктивная логика
Индуктивная логика как научное направление, предмет и методы ее исследования, характеристика основных форм - индуктивных умозаключений и аналогий. Схема полной, неполной, математической, исключающей индукции. Умозаключение по аналогии, ее разновидности.
Врум Виктор - канадский психолог
. Родился 09.08.1932 года. Получил степень бакалавра в Университете Макгилла (1953). Магистр Университета Макгилла (1955), доктор Мичиганского университета (1958).
Мотивационная сфера личности 2
ОУ СПО ЛО Кировский Политехнический Колледж Реферат по Управленческой психологии: «Мотивационная сфера личности» Выполнила: Студентка гр. ГМУ – 208
слушателя группы х-1
Ульяновский Институт Повышения Квалификации и Переподготовки Работников Образования
отчет: 8 стр
Бычкова И. Н., зам декана факультета хт и пэ, доц кафедры «Органическая химия», к т н., доц
Теория ожиданий Врума
Теория ожиданий Врума Мотивационная теория ожиданий В. Врума – степень мотивированности сотрудников организации к труду (или какой-либо другой деятельности) зависит от их представлений относительно своих способностей к выполнению стоящих перед ними задач и реальности достижения поставленной цели.
ГИА химия 2010 кодификатор
Государственная (итоговая) аттестация 2010 года (в новой форме) по ХИМИИ обучающихся, освоивших основные общеобразовательные программы Кодификатор
ГИА химия 2009 кодификатор
Государственная (итоговая) аттестация выпускников IX классов общеобразовательных учреждений 2009 г. (в новой форме) по ХИМИИ Кодификатор элементов содержания по химии
ЕГЭ по химии 2012 Кодификатор PDF
Единый государственный экзамен по ХИМИИ Кодификатор элементов содержания и требований к уровню подготовки выпускников общеобразовательных учреждений для проведения в 2012 году
ЕГЭ по химии 2012 Кодификатор
Единый государственный экзамен по ХИМИИ Кодификатор элементов содержания и требований к уровню подготовки выпускников общеобразовательных учреждений для проведения в 2012 году
Ф. А. Кекуле
Немецкий химик-органик, иностранный член-корреспондент Петербургской АН (1887). Труды по теории строения органических соединений. Показал, что углерод четырехвалентен (1857) и его атомы могут соединяться друг с другом в цепи (1858).