ПредишенСледващото

Ковалентното химична връзка и неговите видове и механизми на образуване. характеристики ковалентна връзка (полярност, и свързващата енергия). Йонна връзка. Металик връзка. водородна връзка

Доктрината на химичната връзка е в основата на всички теоретичната химия.

Съгласно химична връзка разбере това взаимодействие атома, който ги свързва с молекули, йони, радикали кристали.

Съществуват четири вида на химически връзки: йонна, ковалентна метални и водород.

Разделянето на видовете химични връзки е условно, тъй като всички те се характеризират с определено единство.

Йонна връзка може да се счита като ограничаващ случай на полярен ковалентна връзка.

метален връзка комбинира ковалентна взаимодействие с атоми и електрони социализирани чрез електростатично привличане между електрони и метални йони.

Веществата често липсват химичната връзка ограничаване случаи (или чисти химични връзки).

Например, литиев флуорид $ LiF $ отнася до йонни съединения. В действителност, тя призовава за $ 80% $ йон и $ 20% $ ковалентна. Правилно е така, очевидно, се говори за степента на полярност (ionicity) химична връзка.

Сред халогениди $ HF-HCl-НВг-HI-шапка $ степен на свързване полярност намалява за намаляване на разликата в стойностите на електроотрицателност на халогенните атоми и водород, и в съобщението от водород Astatide става почти неполярни $ (ЕО (H) = 2.1; ЕА (В) = 2,2) $.

Различни видове връзки могат да се съдържат в една и съща вещество, например:

  1. в базите: между атомите на кислород и водород в полярен gidroksogrupp ковалентна връзка и между метала и gidroksogrupp - йон;
  2. в соли окислени киселина: между неметални атом и кислороден киселинен остатък - полярен ковалентна между метал и киселинен остатък - йон;
  3. .. В соли на амоний, метиламониев др между азот и водородни атоми - полярен ковалентна и между йони или амониеви и метиламониева киселинен остатък - йон;
  4. на метални пероксиди (например, $ Na_2O_2 $) връзка между кислородните атоми ковалентна неполярен и между метал и кислород - йон, и т.н.

Различни видове връзки могат да преминават един на друг:

- когато става електролитната дисоциация на вода в полярен ковалентно съединения ковалентна йонна връзка;

- изпаряване на метали се превръща в метален ковалентна връзка неполярен т.н.

Причината за единството на всички типове и видове химични връзки е от същия химичен характер - електрон-ядрени взаимодействия. Образуването на химичната връзка във всеки случай е резултат от електрон-ядрен атома взаимодействия, придружени от освобождаване на енергия.

Методи за образуване на ковалентна връзка. Характеристики на ковалентна връзка: дължината на свързващата енергия

Ковалентното химична връзка - връзка, която възниква между атоми поради образуването на електронни двойки споделени.

Механизмът на образуване на такава връзка може да се обменя и донор-акцептор.

I. обмен механизъм работи когато атоми образуват двойки електрони споделени чрез комбиниране несдвоени електрони.

Съобщение осъществява чрез образуване на общата електронна двойка $ S $ електрони с водородни атоми (припокриване орбитали $ S $):

2) $ солна киселина $ - хлороводород:

Съобщение се осъществява чрез образуване на двойка общото електронно $ s- $ и електрони $ р $ (припокриващи $ S-р-орбитали $):

3) $ Cl_2 $: хлор в молекула ковалентна връзка, се формира от $ р- $ несдвоени електрони (припокриване $ р-р $ орбитали):

4) $ N_2 $: в се образуват молекулата на азотни атома между трите общи електронни двойки:

II. механизъм донор-акцептор за образуване на ковалентна връзка с примера на амониев йон $ NH_4 ^ + $.

Донор е електронна двойка акцептор - безплатно орбитална, че тази двойка може да отнеме. Свързването на амониев йон с всичките четири водородни атома на ковалентна три образувани чрез създаване на обща електронна двойка на азотен атом и водородни атоми на механизма обмен, една - за механизма на донор-акцептор.

Ковалентни връзки могат да бъдат класифицирани съгласно метода на припокриване на електрони орбитали, и преместването на един от свързаните атоми.

химическите връзки Образуваните в резултат на припокриването на електрони орбитали по линиите на комуникация се наричат ​​$ σ $ -връзките (Sigma връзки). Sigma връзка е много силна.

$ P- $ орбитали може да се припокриват в двете области, образува ковалентна връзка поради страничното припокриване:

Характеристики на химични връзки

химическите връзки Образуваните в резултат на "страна" припокриване на електрони орбитали е връзката, т.е. в две области, наречени $ $ пи-връзка (пи връзки).

По степен на отклонение обща електронни двойки, свързани с един от ковалентна връзка на атоми може да бъде полярен и неполярен.

Ковалентна връзка, образувана между въглеродните атоми на същото електроотрицателност, наречен неполярен. Electron двойки не се изместват към всеки от атомите, като атоми имат една и съща ЕО - забавяне имота да се валентност електрони на други атоми. Например:

т.е. чрез ковалентна връзки са образувани неполярен молекула-неметални прост вещество. Ковалентна връзка между атомите на елементи, които се различават Електроотрицателност се нарича полярен.

Дължината и енергията на ковалентната връзка.

Характерни свойства на ковалентната връзка - нейната дължина и енергия. Дължината на връзка - разстоянието между ядрата на атомите. Химическата връзка с по-силна, по-малката му дължина. Въпреки това, мярка за якост на свързването, е на свързващата енергия. която се определя от количеството енергия, необходимо за прекъсване на връзката. Обикновено тя се измерва в кДж / мол. Така, съгласно експериментални данни, дължината на молекулите $ H_2, Cl_2 $ и $ N_2 $ $ са съответно 0.074, 0.198 и $ $ $ 0.109 пМ и енергийна връзка съответно $ 436, $ 242 и 946 $ $ кДж / мол.

Йони. йонна връзка

Си представим, че "има" два атома: Група I метален атом и неметални атом група VII. В металния атом в нивото на външната енергия е само електрон и атом неметални точно това, което липсва, е един-единствен електрон към външния си ниво е завършен.

Първият атом е лесно да се даде втори отдалечени от ядрото и слабо свързан електрон, а другият ще му даде свободно място на външната му ниво електрон.

Тогава атом, лишени от една от неговите отрицателен заряд, положително ще заредени частици, а втората ще стане отрицателно заредени частици поради получават напр. Такива частици се наричат ​​йони.

Химично свързване, което възниква между йоните, наречен йон.

Разглеждане на образуването на тази връзка на примера добре познати на всички съединения на натриев хлорид (готварска сол):

Процесът на преобразуване на атомите, към йони е показано в следващата схема:

Това превръщане атоми на йони се появява винаги, когато взаимодейства атоми на типични метали и неметали типични.

Нека разгледаме алгоритъм (последователност) при запис разсъждения образуване йонна връзка между, например калциеви и хлорни атоми:

  1. Калций - елемент на основния метал подгрупата група II. Атом е по-лесно да се даде на два външния електрон, отколкото да се вземе липсващата шест: $ ↙-2e↖ → Ca ^ ↙ $.
  2. Хлор - елемент от основна подгрупата Група VII, неметални. Атом е по-лесно да се приеме един електрон, което му липсва, за да завършите външно ниво, отколкото да се даде седем от електроните от външния ниво: $ ↙ + 1e↖ → Cl ^ ↙ $.
  3. Първо трябва да намерите малкото общо кратно между обвиненията на произведените йони, това е равно на $ 2 (2 х 1) $. След това се определи колко атоми на калций трябва да се вземат, така че те дадоха двата електрона, т.е. е необходимо да се вземат един атом $ Ca $ и колко хлор атоми трябва да се вземат, така че те могат да вземат две електрони, т.е. трябва да се вземат два атома $ Cl $.
  4. Схематично, формирането на йонна връзка между калциеви и хлорни атоми могат да бъдат написани като:

Фигури, показващи броя на атоми или молекули са наречени коефициенти. и фигури, които показват броя на атомите в молекулата или йон, наречени индекси.

метален връзка

Запознаят с как Интеракт атома метални елементи. Метали не са обикновено съществуват под формата на отделни атоми, и под формата на парче или слитък от метал продукт. Какво държи на металните атоми в един том?

Атомите повечето метали външно съдържат малък брой електрони - $ 1, 2, 3 $. Тези електрони лесно са на разстояние и по този начин атоми се превръщат в положителни йони. Stripped електрони се преместват от един йон на друг, да ги свързване заедно. Свързване с йоните, тези електрони образуват временно атоми, тогава отделят отново и свързан с различна йонна и т.н. Следователно атомите непрекъснато се превръщат в метални йони екран и обратно.

Комуникацията между металите в йони чрез електронен социализираното наречен метал.

Фигурата показва схематично структурата на фрагмент от метален натрий.

Характеристики на химични връзки

Така малък брой електрони социализирани свързва голям брой йони и атома.

Характеристики на химични връзки

Металик връзка има някои прилики с ковалентна, тъй като тя се основава на социализацията на външните си електрони. Въпреки това, когато ковалентна връзка, социализирани външен само две несдвоени електрони на съседни атоми, а когато метален връзка в социализацията на тези електрони всички атоми участват. Ето защо кристалите са чуплив ковалентна връзка, и метал, обикновено пластмаса, електропроводим и имат метален блясък.

метален връзка е характеристика на двете чисти метали и смеси от различни метали - сплав в твърди и течни държави.

водородна връзка

химичната връзка на между положително поляризирани водородните атоми на една молекула (или част от него) и отрицателно поляризиращи атоми силно електроотрицателните елементи, имащи несподелени електронни двойки ($ F, О, N $ и по-рядко $ S $ и $ Cl $), друга молекула (или част) се нарича водород.

Механизмът на образуване на връзка на водород е частично електростатично частично донор-акцептор природата.

Примери на междумолекулни водородни връзки:

В тази връзка, дори веществата с ниско молекулно тегло могат да бъдат течни при нормални условия (алкохол, вода) или втечняват лесно газове (амоняк, водороден флуорид).

Вещества с молекулно водородна връзка са кристални решетки.

Вещества с молекулна и не-молекулярна структура. решетка тип. Зависимостта на свойствата на веществата на техния състав и структура

Молекулно и не-молекулярна структура на веществата

Химическите взаимодействия не вземат отделните атоми или молекули и вещества. Веществото при определени условия може да бъде в една от трите състояния на агрегация: твърд, течен или газообразен. Свойствата на веществото зависят също от природата на химичната връзка между частиците това образуващи - молекули, атоми или йони. Според вида на комуникация различи вещество с молекулно и не-молекулярна структура.

Вещество, съставено от молекули, наречени молекулни съединения. Контакт между молекулите в такива вещества е много слаба и много по-слаба от тази между атомите в молекулата, и при относително ниски температури, те са счупени - материал се превръща в течен и в газ (сублимация на йод). Точките на топене и кипене вещества, състоящи се от молекули, които увеличават с увеличаване на молекулното тегло.

Чрез молекулни вещества включват вещества с атомната структура ($ С, Si, Li, Na, К, Cu, Fe, W $), между тях има метали и неметали.

Разглеждане на физичните свойства на алкални метали. относително малък Якостта на свързване между атоми води до ниска механична якост: алкални метали са меки, лесно да се реже с нож.

Големи размери атома доведе до ниска плътност на алкални метали: литий, натрий и калий дори по-лек от вода. В групата на алкалните метали и температурата на кипене на спад на топене с увеличаване на атомния номер на елемента, като атомни размер се увеличава и по-слаби връзки.

Веществата са не-молекулярна структура на йонни съединения. По този начин структурата има повечето от съединенията с метали от неметалните елементи: всички соли ($ NaCl, K_2SO_4 $), някои хидриди ($ LiH $) и окиси ($ СаО, MgO, FeO $), основа ($ NaOH, КОН $). Йонийски (nonmolecular) материали имат висока температура на топене и температурата на кипене.

решетки

Веществото е известно, че съществува в три състояния: газ, течни и твърди.

Твърди вещества: аморфни и кристални.

Помислете как специфичните химични връзки се отразяват на качеството твърди частици. Твърдите частици попадат в кристална и аморфна.

Аморфни вещества не разполагат с ясна температура на топене - при нагряване те постепенно омекна и се прехвърлят в течен състояние. В аморфно състояние, например, са глина и различни смоли.

Кристални материали се характеризират с редовен режим на частиците от които те се състоят: атоми, молекули и йони - в строго определени точки в пространството. Чрез свързването на тези точки с прави линии, формуляри, пространствена система, наречена кристалната решетка. Точките на която частицата има кристална решетка наречен възли.

В зависимост от вида на частиците разположен в кристалната решетка, както и естеството на връзката между тях четири вида кристални решетки: йонни, атомната, молекулярни и метали.

Йонийски кристална решетка.

Наречен йонни решетки, в който йоните са възли. Тези вещества образуват йонна връзка, който може да бъде свързан както прости йони $ Na ^, CI ^ $ и комплекс $ SO_4 ^, ^ OH - $. Следователно, йонни соли проявяват кристални решетки, някои метални оксиди и хидроксиди. Например, кристалът на натриев хлорид се състои от променлив положителни йони $ Na ^ + $ и отрицателен $ Cl ^ - $, образуване на решетка с форма на куб. Комуникацията между йоните в кристал е много стабилна. Следователно вещество с йонната решетка са относително висока твърдост и устойчивост, те са резистентни и нелетлив.

Характеристики на химични връзки

атомен кристалната решетка на.

Наречен атомна кристална решетка, във възлите, които са отделни атоми. В такива решетки атомите свързани помежду си чрез много силни ковалентни връзки. Примери за вещества с този тип на кристални решетки могат да бъдат диамант - една от модификациите на въглероден алотропна.

Повечето съединения с атомни кристалната решетка имат много високи точки на топене (например, диамант е над 3500 $ $ ° С), те са силни и трудно, почти неразтворими.

Характеристики на химични връзки

Молекулно кристална решетка.

Наречен молекулни решетки, които са разположени на възлите на молекулата. химичната връзка в тези молекули може да бъде полярен ($ HCI, H_2O $), и неполярен ($ N_2, O_2 $). Въпреки факта, че атомите в молекулите свързани много силни ковалентни връзки между молекулите сами са слаби междумолекулни сили на привличане. Така, средства, с молекулни решетки имат ниска твърдост, с ниска точка на топене, летливи. Повечето твърди органични съединения имат молекулни решетки (нафталин, глюкоза, захар).

Характеристики на химични връзки

Метални решетки.

Вещества с метална връзка имат метална кристална решетка. Възлите на такива решетки са атоми и йони (атома, че йоните са лесно превърнати в метални атоми, като техните външни електрони "в обща употреба"). Такива метали вътрешна структура, която определя техните характерни физични свойства: ковкост, пластичност, електрическа и топлинна проводимост, характерен метален блясък.

Характеристики на химични връзки

Свързани статии

Подкрепете проекта - споделете линка, благодаря!