Укажите тип химической связи: O2, Na, HBr, NaF Запишите схему…

Помощь студентам в учёбе от Людмилы Фирмаль

Здравствуйте!

Я, Людмила Анатольевна Фирмаль, бывший преподаватель математического факультета Дальневосточного государственного физико-технического института со стажем работы более 17 лет. На данный момент занимаюсь онлайн обучением и помощью по любыми предметам. У меня своя команда грамотных, сильных бывших преподавателей ВУЗов. Мы справимся с любой поставленной перед нами работой технического и гуманитарного плана. И не важно: она по объёму на две формулы или огромная сложно структурированная на 125 страниц! Нам по силам всё, поэтому не стесняйтесь, присылайте.

Срок выполнения разный: возможно онлайн (сразу пишите и сразу помогаю), а если у Вас что-то сложное – то от двух до пяти дней.

Для качественного оформления работы обязательно нужны методические указания и, желательно, лекции. Также я провожу онлайн-занятия и занятия в аудитории для студентов, чтобы дать им более качественные знания.


Моё видео:



Как вы работаете?

Вам нужно написать сообщение в Telegram . После этого я оценю Ваш заказ и укажу срок выполнения. Если условия Вас устроят, Вы оплатите, и преподаватель, который ответственен за заказ, начнёт выполнение и в согласованный срок или, возможно, раньше срока Вы получите файл заказа в личные сообщения.

Сколько может стоить заказ?

Стоимость заказа зависит от задания и требований Вашего учебного заведения. На цену влияют: сложность, количество заданий и срок выполнения. Поэтому для оценки стоимости заказа максимально качественно сфотографируйте или пришлите файл задания, при необходимости загружайте поясняющие фотографии лекций, файлы методичек, указывайте свой вариант.

Какой срок выполнения заказа?

Минимальный срок выполнения заказа составляет 2-4 дня, но помните, срочные задания оцениваются дороже.

Как оплатить заказ?

Сначала пришлите задание, я оценю, после вышлю Вам форму оплаты, в которой можно оплатить с баланса мобильного телефона, картой Visa и MasterCard, apple pay, google pay.

Какие гарантии и вы исправляете ошибки?

В течение 1 года с момента получения Вами заказа действует гарантия. В течении 1 года я и моя команда исправим любые ошибки в заказе.


Качественно сфотографируйте задание, или если у вас файлы, то прикрепите методички, лекции, примеры решения, и в сообщении напишите дополнительные пояснения, для того, чтобы я сразу поняла, что требуется и не уточняла у вас. Присланное качественное задание моментально изучается и оценивается.

Теперь напишите мне в Telegram или почту и прикрепите задания, методички и лекции с примерами решения, и укажите сроки выполнения. Я и моя команда изучим внимательно задание и сообщим цену.

Если цена Вас устроит, то я вышлю Вам форму оплаты, в которой можно оплатить с баланса мобильного телефона, картой Visa и MasterCard, apple pay, google pay.

Мы приступим к выполнению, соблюдая указанные сроки и требования. 80% заказов сдаются раньше срока.

После выполнения отправлю Вам заказ в чат, если у Вас будут вопросы по заказу – подробно объясню. Гарантия 1 год. В течении 1 года я и моя команда исправим любые ошибки в заказе.

















Можете смело обращаться к нам, мы вас не подведем. Ошибки бывают у всех, мы готовы дорабатывать бесплатно и в сжатые сроки, а если у вас появятся вопросы, готовы на них ответить.

В заключение хочу сказать: если Вы выберете меня для помощи на учебно-образовательном пути, у вас останутся только приятные впечатления от работы и от полученного результата!

Жду ваших заказов!

С уважением

Пользовательское соглашение

Политика конфиденциальности


Виды химической связи — Справочник химика 21


    Приведите примеры, когда один и тот же элемент может образовывать различные виды химической связи ионную, ковалентную полярную и ковалентную неполярную, [c.45]

    Атомная связь, ионная связь и металлическая связь являются видами химической связи. Между этими граничными формами химической связи имеются переходные формы. С помощью таблицы электроотрицательности можно (за немногими исключениями) определить, преобладает ли в связи между двумя элементами главной подгруппы атомная связь или ионное взаимодействие. [c.56]

    МЕТАЛЛИЧЕСКАЯ СВЯЗЬ — один из видов химической связи — связь ионов металла со свободными обобществленными внешними электронами. М. с. обусловливает характерные свойства металлов блеск, пластичность, высокие электро- и теплопроводность, положительный температурный коэффициент электросопротивления, термоэлектронную эмиссию и др. [c.159]

    Название химического соединения Формула и различие в величинах электроотрицательности Вид химической связи Строение соединения 

[c.57]

    Основные положения теории химического строения органических соединений А, — М. Бутлерова. Квантовомеханические представления в химии. Гибридизация атомных орбиталей. Природа и виды химической связи в органических молекулах. Ковалентная связь и ее особенности. Направленность в пространстве. Семиполярная связь. Типы органических реакций. Понятие механизма химических реакций. [c.169]

    Энергия ионизации атома водорода (13,6 эВ, 1312 кДж/моль) столь велика, что соединения водорода (I) даже с такими сильными окислителями, как фтор и кислород, не могут быть ионными. Если же допустить образование в соединениях ионов их исключительно высокое поляризующее действие все равно привело бы к образованию ковалентной связи. По этим же причинам ионы Н+ не могут существовать в свободном состоянии при обычных химических явлениях. Специфика строения атома водорода обусловливает особый, присущий только соединениям водорода (I) вид химической связи — водородную связь. 

[c.272]

    В основном в промывочных жидкостях присутствуют кристаллические вещества. Тенденция к правильному расположению частиц в соединении является одним пз важных проявлений химической связи. Правильное (периодическое) пространственное расположение атомов, ионов, молекул в кристалле, т, е. его структура, зависит от вида химической связи, эффективных радиусов ионов, их поляризуемости. От структуры кристаллического вещества в основном зависят такие важные для технологии буровых растворов свойства веществ, как их измельчаемость, форма частиц, химический состав их поверхности, взаимодействующей с дисперсионной средой и химическими реагентами. Несмотря на то что связи [c.11]


    Полярная связь не является самостоятельным видом химической связи. Ее следует рассматривать как видоизмененную ковалентную связь, от которой она отличается некоторой асимметрией электронного облака, центр которого смещен от середины межъядерного расстояния в сторону одного из ядер атомов — партнеров по связн. 
[c.48]

    Вещества, в молекулах которых частицы связаны различными видами химической связи, распадаются на ионы [c.172]

    Изобразите структуры нитрометана, нитроэтана и 2-нитробутана с помощью льюисовских (октетных) формул и укажите вид химической связи в этих соединениях. [c.87]

    Известно три основных вида химической связи между атомами в молекуле. [c.19]

    ХИМИЧЕСКИЕ ФОРМУЛЫ. ПРИРОДА И ВИДЫ ХИМИЧЕСКОЙ СВЯЗИ. УРАВНЕНИЕ ХИМИЧЕСКОЙ РЕАКЦИИ [c.27]

    Каждый из перечисленных видов химической связи может видоизменяться в зависимости от различных признаков. Если в качестве такого признака выбрать степень перераспределения электронной плотности между атомами при образовании химической связи, то можно выделить связи неполярную, полярную и сильно полярную. Неполярная и полярная короткодействующая химическая связь является тем видом связи, который хорошо известен как ковалентная химическая связь. Сильно полярная химическая связь представлялась независимой от ковалентной связи и исторически получила название ионной. 

[c.114]

    В предыдущем разделе мы подробно остановились на том, как образуется химическая связь в металлах. Теперь рассмотрим образование других видов химической связи. [c.57]

    Далее мы разберем возможные виды химической связи. [c.58]

    Виды химической связи [c.113]

    Оксиды. Во всех оксидах кислород имеет степень окисления -2. По преимущественному виду химической связи выделяют, главным образом, ионные и ковалентные оксиды. Ионные соединения типичны для оксидов металлов, а ковалентные — для оксидов неметаллов. Классификацию оксидов по химическим свойствам см. в разд. 1.4. [c.342]

    Кратко познакомившись с основными методами теории химической связи, перейдем к обсуждению ее свойств. Свойства химической связи проявляются в свойствах различных типов молекул, кристаллов и других объединений атомов и молекул. Ранее считалось, что и природа различных видов связи (ковалентной, ионной, металлической, водородной и др.) различна. Сегодня можно считать, что известные на сегодня виды химической связи едины по своей природе. Поэтому существует возможность единой их классификации. Химическую связь можно подразделить на различные виды. [c.113]

    Атомы простых веществ могут вступать во взаимодействие между собой. Какие виды химической связи при этом возникают Приведите примеры. [c.45]

    По виду химической связи все бинарные соединения делятся на ионные (солеобразные), ковалентные, металлоподобные и смешанные. В первых трех классах бинарных соединений реализуется преимущественно ионный, ковалентный или металлический тип связи, соответственно. В последнем случае преимущественный характер связи выделить трудно, здесь в ощутимой мере проявляются характерные признаки нескольких видов химической связи. Условно влияние положения элементов бинарного соединения, относительно границы между металлами и неметаллами на вид химической связи показано на рис. 12.1. [c.340]

    Вид химической связи в комплексных соединениях [c.356]

    Диэлектрики имеют удельное электрическое сопротивление в пределах от 10 до 10 Ом-м. Вид химической связи в них, в основном, ионный или ковалентный. Свободные носители заряда отсутствуют. Между валентной зоной и зоной проводимости находится широкая запрещенная зона. Наиболее распространенными диэлектриками являются полимерные материалы органической и неорганической природы соли, оксиды, стекло, полиэтилен, резина, многие текстильные материалы и др. [c.634]

    Смешанный вид химической связи встречается в бинарных соединениях элементов, из которых один — металл, а другой — неметалл и электроотрицательности элементов отличаются недостаточно для того, чтобы связь считать ионной. Здесь имеется группа соединений, включающая отдельные халькогениды (например, AI2S3), пниктогениды ( a3N2), карбиды (ВегС), силициды (СагЗ ). Природа химической связи в этих соединениях — ковалентная сильно полярная или, как говорят, смешанная между ионной и ковалентной. Поэтому данные соединения проявляют свойства как ковалентных, так и ионных соединений, но не в полной мере. Большинство из них — солеобразны, как и ионные соединения. Однако в водных растворах они разлагаются, как многие ковалентные бинарные соединения, например  [c.341]

    АТОМНАЯ СВЯЗЬ — вид химической связи (см. Химическая связь). [c.34]

    Виды химической связи иоииая, ковалентная, полярная и неполярная. Заряд иоиа. Валентность и степень окисления. Поляризация. Кристаллическая решетка [c.57]


    Различают два основных вида химической связи ковалентную, иначе гомеополярную, или атомную, и электровалептКуЩ йнЭТе гетерополярную, или ионную. [c.47]

    Другим видом химической связи является /7пнндя связь. В этом случае электроны переходят от одного атома к другому, образуя [c.47]

    Использование таблицы электроотрицательноети для определения вида химической связи [c.56]

    Керамические материалы отличаются друг от друга не только составом и видом химической.связи, но и степенью кристалличности. «Трьдициониые» керамики содержат значительное количество стеклообразной (амарфной) фазы,которая окружает кристаллические образования. [c.6]

    Важнейшим видом химической связи в молекулах является так называемая коваугентная, нли гомеополярная, связь. Ковалентная связь образуется между двумя атомами, обладающими неспаренными электронами. При сближении атомов из двух атомных орбит, занимаемых неспаренными электронами, в результате взаимного возмущающего действия атомов образуются две молекулярные орбиты. Если неспаренные электроны сближающихся атомов имеют противоположно ориентированные (антипараллельные) спины, то они оба могут, согласно принципу Паули, попасть на низшую, энергетически более выгодную молекулярную орбиту (так называемую связывающую орбиту), что приводит к возникновению устойчивой связи между атомами. [c.10]

    Изобразите структуры этана, пропена, пропина, бу-таннитрила, пропилизоцианида, солянокислого этиламина с помощью льюисовских (октетных) формул и укажите вид химической связи в этих соединениях. [c.106]

    Этот новый ВИД спектроскопии твердых тел может дать химику полезную информацию о непосредственном окружении ядра, т. е. об его электронных оболочках. Однако этим методом можно исследовать не слишком легкие ядра (в настоящее время ядра тяжелее, чем К). Смещение резонансных линий, связанное с различными видами химической связи между атомами излучателя (или, наоборот, поглощающего излучения вещества), называют изомерным смещением , соответственно химическим смещением (открыто на атомах железа). Это смещение происходит в результате взаимодействия с 5-электронами. Расщепление спектральных линий, связанное с взаимодействием между электрическим ядерным квадрупольным моментом (разд. 4.2) и орбитальным моментом р- и -электронов, называют квадрупольным расщеплением. Тем самым становится возможным отдельно исследовать распределение 5-, р- и -электронов. Большие успехи были достигнуты, например, при исследовании соединений железа и олова методом мёссбауэров-ской спектроскопии. [c.129]

    Известно несколько видов химической связи. Например, в кристаллах МаС1 связь ионная. В растворе кристаллы разрушаются и появляются свободные ионы На+ и С1 . Следовательно, под влиянием полярных молекул воды происходит разрыв ионной связи. Ковалентная связь [Возникает за счет обших электронных пар. Каждый из соединяющихся атомов для образования одной общей пары предоставляет один электрон, например  [c.81]

    Далънодействующая хгшическая связь условно может быть разделена на два типа универсальную межмолекулярную связь и специфическую межмолеку-лярную связь. Универсальная связь проявляется при взаимодействии между любыми молекулами, а специфическая — между теми, у которых имеются соответствующие друг другу участки. Такие молекулы, которые соответствуют друг другу как к каждому замку должен быть свой ключ , называются комплементарными. Подробнее с проявлениями различных видов химической связи мы познакомимся ниже при обсуждении конкретных вопросов строения и свойств вещества. Примеры некоторых видов химической связи в изложенной классификации приведены на рис. 4.14. [c.115]

    Электронная структура полимеров определяется характером существующей химической связи между атомами элементарного звена и между отдельными участками макромолекулы. Например, в молекуле белка кератине, являющегося основой строения натурального волокна — шерсти, существуют ковалентные полярные связи с высокой долей делокализации электронной плотности между атомами пептидной группировки -НЯС-СО-КН-, составляющей скелет макромолекулы. Кроме этого, внутри макромолекулы и между макромолекулами существуют другие виды химической связи, также определяющие пространственную конфигурацию (конформацию) макромолекулы водородные связи, вандерваальсовы и другие виды взаимодействий. Но электронн-ная структрура полимеров не всегда может быть представлена как сумма электронных структур отдельных его участков. Вследствие большого числа атомов, участвующих во взаимодействии, для полимеров, так же, как и для твердых тел, но при гораздо большем числе влияющих факторов, могут быть рассчитаны валентная зона и зона проводимости. По величине расщепления — разности энергий между ближайшими границами этих зон, могут быть выделены полимеры — изоляторы, полимеры — полупроводники и полимеры — проводники электрического тока. Для полимеров с бесконечными цепями атомов, обеспечивающих делокализацию электронов по всей макромолекуле, предсказывают и сверхпроводящие свойства. [c.613]


Строение молекул. Химическая связь

Молекула — электрически нейтральная частица, образованная из двух или более связанных ковалентными связями атомов.

Химическая связь — это взаимодействие атомов, обуславливающее устойчивость молекулы или кристалла как целого.

Химическая связь может образовываться путем предоставления от каждого из атомов по одному или нескольким неспаренным электронам (кратные связи) с образованием электронных пар (ковалентная связь). В образовании химической связи участвуют только электроны внешней электронной оболочки, а внутренние электронные уровни не затрагиваются. В результате, при образовании химической связи у каждого атома образуется заполненная электронная оболочка внешнего электронного уровня, состоящая из двух (дуплет) или восьми (октет) электронов.

Химическая связь характеризуется длиной и энергией. Длина химической связи это расстояние между ядрами связанных атомов. Энергия химической связи показывает сколько необходимо затратить энергии на разведение двух атомов, между которыми существует химическая связь, на расстояние, при котором эта химическая связь будет разорвана.

Виды химической связи

Ионная химическая связь

Ионная связь — очень прочная  химическая связь, образующаяся между атомами с большой разностьюэлектроотрицательностей, при которой общая электронная пара переходит преимущественно к атому с большей электроотрицательностью.

Результатом этого является образование соединения противоположно заряженных ионов:

Это притяжение ионов как разноимённо заряженных тел. Ионная связь — крайний случай поляризации ковалентной полярной связи. 

Образуется между типичными металлом и неметаллом (Me + неМе).

При этом электроны у металла полностью переходят к неметаллу, образуются ионы (частицы, имеющие заряд).

Например, типичные металлы литий (Li), натрий (Na), калий (K), кальций (Ca), стронций (Sr), барий (Ba) образуют ионную связь с типичными неметаллами, в основном с галогенами.

Кроме галогенидов щелочных металлов, ионная связь также образуется в таких соединениях, как щелочи и соли. Например, в гидроксиде натрия (NaOH) и сульфате натрия (Na2SO4) ионные связи существуют только между атомами натрия и кислорода (остальные связи — ковалентные полярные). 

Ковалентная химическая связь

Ковалентная полярная химическая связь образуется при взаимодействии атомов, значение  электроотрицательностей которых отличаются, но не резко, происходит смещение общей электронной пары к более электроотрицательному атому. 

Электроотрицательность (ЭО) — способность атома химических элемента смещать к себе общие электронные пары, участвующие в образовании химической связи.

Ковалентная полярная связь образуется между разными неметаллами (неМе + неMe).

Это наиболее распространенный тип химической связи, которой встречается как в неорганических, так и органических соединениях.

Такая связь существует в молекулах следующих сложных веществ: Н2О, h3S, Nh4 и др.

К ковалентным связям в полной мере относятся и те связи, которые образованы по донорно-акцепторному механизму, например в ионах гидроксония (Н3О+) и аммония (Nh5+).

Металлическая химическая связь

Связь в металлах и сплавах между атом-ионами посредством обобществленных электронов называется металлической.

Металлическая связь — химическая связь, которая обусловлена взаимодействием положительных ионов металлов, составляющих кристаллическую решётку, с электронным газом из валентных электронов.

Металлическая химическая связь образуется в простых веществах-металлах (Me).

Сущность процесса образования металлической связи состоит в следующем: атомы металлов легко отдают валентные электроны и превращаются в положительные заряженные ионы. Относительно свободные электроны, оторвавшиеся от атома, перемещаются между положительными ионами металлов. Между ними возникает металлическая связь, т.е. электроны как бы цементируют положительные ионы кристаллической решетки металлов.

Металлическая кристаллическая решетка

Металлическая связь существует в металлах в твердом в жидком состоянии. В соответствии с положением в периодической системе атомы металлов имеют небольшое число валентных электронов (1-3 электрона) и низкую энергию ионизации (отрыва электрона). Поэтому валентные электроны слабо удерживаются в атоме, легко отрываются и имеют возможность перемещаться по всему кристаллу.

В узлах кристаллической решетки металлов находятся свободные атомы, положительно заряженные ионы, а часть валентных электронов, свободно перемещаясь в объеме кристаллической решетки, образует «электронный газ» , обеспечивающий связь между атомами металла.

Связь, которую осуществляют относительно свободные электроны между ионами металлов в кристаллической решетке, называется металлической связью.

Металлическая связь возникает за счет обобществления атомами валентных электронов. Однако между этими видами связи есть существенное различие. Электроны, осуществляющие ковалентную связь, в основном пребывают в непосредственной близости от двух соединенных атомов.

В случае металлической связи электроны, осуществляющие связь, перемещаются по всему куску металла. Этим определяются общие признаки металлов: металлический блеск, хорошая проводимость теплоты и электричества, ковкость, пластичность и т. д.

Общим химическим свойством металлов является их относительно высокая восстановительная способность.

Обобщение материала

Типы химической связи

Полезные ссылки

Источник материала

Ионная связь и её характеристики (видео)

Ковалентная связь и её характеристики (видео)

Металлическая связь и её характеристики (видео)

Схемы образования веществ с различным типом связи (видео)

Разбор видов связи

Ионная химическая связь (видео)

Ковалентная неполярная химическая связь (видео)

Ковалентная полярная химическая связь (видео)

Металлическая химическая связь (видео)

Дополнительные материалы

Ковалентная и ионная химическая связь (видео)

Металлическая и водородная химические связи (видео)

Ионная связь (видео)

Ковалентная связь (видео)

Ковалентная полярная связь (видео)

Тип химической связи. Химия. 8 класс. Габриелян. ГДЗ. § 12. Глава 1. Вопрос 2.

Лови ответ.
1. а) в молекуле S2связь ковалентная неполярная, т.к. она образована атомами одного и того же элемента. Схема образования связи будет следующей:
Сера— элемент главной подгруппы VI группы. Ее атомы имеют по
6 электронов на внешней оболочке. Непарных электронов будет:
8-6 = 2.

Обозначим внешние электроны

или
S = S
б) в молекуле К2О связь ионная, т.к. она образована атомами эле-
ментов металла и неметалла.
Калий — элемент I группы главной подгруппы, металл. Его атому
легче отдать 1 электрон, чем принять недостающие 7:

Кислород— элемент главной подгруппы VI группы, неметалл. Его
атому легче принять 2 электрона, которых не хватает до завершения уровня, чем отдать 6 электронов:

Найдем наименьшее общее кратное между зарядами образовавших-
ся ионов, оно равно 2(2∙1). Чтобы атомы калия отдали 2 электрона, их нужно взять 2, чтобы атомы кислорода смогли принять 2 электрона, необходим только 1 атом:

в) в молекуле h3Sсвязь ковалентная полярная, т.к. она образована
атомами элементов с различной ЭО. Схема образования связи будет следующей:
Сера— элемент главной подгруппы VI группы. Ее атомы имеют
по 6 электронов на внешней оболочке. Непарных электронов будет: 8-6=2.
Водород— элемент главной подгруппы 1 группы. Его атомы содер-
жат по 1 электрону на внешней оболочке. Непарным является 1 электрон (для атома водорода завершенным является двухэлектронный уровень).

Обозначим внешние электроны:

или

Общие электронные пары смещены к атому серы, как более элек-
троотрицательному

1. а) в молекуле N2связь ковалентная неполярная, т.к. она образована атомами одного и того же элемента. Схема образования связи следующая:
Азот— элемент главной подгруппы V группы. Его атомы имеют
5 электронов на внешней оболочке. Непарных электронов: 8-5 = 3.
Обозначим внешние электроны:

или

или

б) в молекуле Li3N связь ионная, т.к. она образована атомами эле-
ментов металла и неметалла.
Литий — элемент главной подгруппы I группы, металл. Его атому
легче отдать 1 электрон, чем принять недостающие 7:

Азот— элемент главной подгруппы V группы, неметалл. Его атому
легче принять 3 электрона, которых не хватает до завершения внешнего уровня, чем отдать пять электронов с внешнего уровня:

Найдем наименьшее общее кратное между зарядами образовавших-
ся ионов, оно равно 3(3• 1). Чтобы атомы лития отдали 3 электрона, необходимо 3 атома, чтобы атомы азота смогли принять 3 электрона, необходим только один атом:

в) в молекуле NCI3связь ковалентная полярная, т.к. она образована
атомами элементов-неметаллов с различными значениями ЭО. Схема образования связи следующая:
Азот— элемент главной подгруппы V группы. Его атомы имеют
по 5 электронов на внешней оболочке. Непарных электронов будет: 8-5=3.
Хлор— элемент главной подгруппы VII группы. Его атомы содер-
жат по 7 электронов на внешней оболочке. Непарным остается 1 электрон.
 
Обозначим внешние электроны:

Общие электронные пары смещены к атому азота, как более элек-
троотрицательному:

 
 

100 ballov.kz образовательный портал для подготовки к ЕНТ и КТА

Завершилось мартовское ЕНТ. Более 70% абитуриентов набрали пороговый балл на мартовском тестировании, что на 6% больше показателей прошлого года. Что касается среднего балла, то он составил почти 69 баллов. Максимальный балл – 135.

Всего в мартовском Едином национальном тестировании приняли участие около 105 тысяч человек. Из них 78,2% выпускников прошли тестирование на казахском языке, 21,7% – на русском, 0,2% – на английском языке. В мартовском ЕНТ приняли участие 211 детей с особыми образовательными потребностями. В прошлом году в этот период тестирование сдавали 35 абитуриентов с нарушениями зрения, слуха, функций опорно-двигательного аппарата. Отметим, что в этом году впервые выпускникам с особыми потребностями для выполнения заданий тестирования было дано, помимо основных 240 минут, еще 40 дополнительных минут.

Наиболее популярными комбинациями профильных предметов остаются «Математика-Физика» и «Химия-Биология». Данные предметы выбирают 27% и 19% участников соответственно. Наименьшее предпочтение отдается комбинации «Химия-Физика» (0,12%).

Сократилось и количество попыток пронести запрещенные предметы в сравнении с январским ЕНТ прошлого года. Возможности сдать тестирование из-за попытки проноса смартфонов, шпаргалок и других запрещенных предметов лишились 99 абитуриентов. Напомним, что запуск на ЕНТ проводится по трехуровневой системе: посредством идентификации личности Face ID, по удостоверению личности, также проводится идентификация личности на посадочном месте. В этом году тестирование проводится по принципу «1 компьютер – 2 камеры – 1 тестируемый». Всего за нарушение правил во время самого тестирования из аудиторий были удалены 259 человек, их результаты аннулированы.

Отметим, что Национальным центром тестирования МОН РК на постоянной основе ведется работа по информационной поддержке тестируемых. Всего за период мартовского ЕНТ поступило и обработано около 500 письменных обращений посредством электронной почты, около 2 500 звонков на call-центр, а также более 11 000 обращений в социальных сетях. В основном, вопросы от абитуриентов касались участия в тестировании, доступа в личный кабинет, технической поддержки и т.д.

Источник: http://testcenter.kz

Обзор химической связи

8.1 Обзор химической связи

Цель обучения

  1. Представить три общих свойства химической связи.

В главе 2 «Молекулы, ионы и химические формулы» мы определили химическую связь как силу, удерживающую атомы вместе в химическом соединении. Мы также ввели два идеализированных типа связи: ковалентная связь — тип химической связи, при которой электроны распределяются между атомами в молекуле или многоатомным ионом., при котором электроны распределяются между атомами в молекуле или многоатомном ионе, и ионная связь Тип химической связи, при которой положительно и отрицательно заряженные ионы удерживаются вместе электростатическими силами, при котором положительно и отрицательно заряженные ионы удерживаются вместе электростатическими силами . Понятия ковалентной и ионной связи были разработаны для объяснения свойств различных видов химических веществ. Ионные соединения, например, обычно растворяются в воде с образованием водных растворов, проводящих электричество.(Для получения дополнительной информации о проводимости раствора см. главу 4 «Реакции в водном растворе», раздел 4.1 «Водные растворы».) Напротив, большинство ковалентных соединений, растворяющихся в воде, образуют растворы, не проводящие электричество. Кроме того, многие ковалентные соединения являются летучими, тогда как ионные соединения — нет.

Несмотря на различия в распределении электронов между этими двумя идеализированными типами связи, все модели химической связи имеют три общих черты:

  1. Атомы взаимодействуют друг с другом с образованием агрегатов, таких как молекулы, соединения и кристаллы, поскольку это снижает общую энергию системы; то есть агрегаты более стабильны, чем изолированные атомы.
  2. Энергия требуется для диссоциации связанных атомов или ионов на изолированные атомы или ионы. Для ионных твердых тел, в которых ионы образуют трехмерный массив, называемый решеткой , эта энергия называется энергией решетки ( U ). Изменение энтальпии, которое происходит, когда твердое ионное соединение (ионы которого образуют трехмерную массив, называемый решеткой) превращается в газообразные ионы., изменение энтальпии, которое происходит, когда твердое ионное соединение превращается в газообразные ионы.Для ковалентных соединений эта энергия называется энергией связи. Изменение энтальпии, происходящее при разрыве данной связи в молекуле газа, представляет собой изменение энтальпии, происходящее при разрыве данной связи в молекуле газа.
  3. Каждая химическая связь характеризуется определенным оптимальным межъядерным расстоянием, называемым расстоянием связи( r 0 )Оптимальное межъядерное расстояние между двумя связанными атомами..

Обратите внимание на шаблон

Для диссоциации связанных атомов или ионов требуется энергия.

Мы исследуем эти характеристики подробнее после краткого описания энергетических факторов, участвующих в образовании ионной связи.

Резюме

Химическая связь — это общий термин, используемый для описания сил, удерживающих атомы вместе в молекулах и ионах. Два идеализированных типа связи — это ионная связь , при которой положительно и отрицательно заряженные ионы удерживаются вместе электростатическими силами, и ковалентная связь , при которой электронные пары являются общими для атомов.Все модели химической связи имеют три общих черты: атомы образуют связи, потому что продукты более стабильны, чем изолированные атомы; связывающие взаимодействия характеризуются определенной энергией (энергия связи или энергия решетки ), которая представляет собой количество энергии, необходимой для диссоциации вещества на его компоненты; а связывающие взаимодействия имеют оптимальное межъядерное расстояние, расстояние связи .

Ключ на вынос

  • Образование связей снижает общую энергию системы, энергия требуется для диссоциации связанных атомов или ионов, и существует оптимальное расстояние связи.

Концептуальные проблемы

  1. Опишите различия между ковалентной связью и ионной связью. Что лучше всего описывает связывание в MgCl 2 и PF 5 ?

  2. Какие три общие черты имеют все химические связи?

Определение ковалентной связи и примеры

Определение ковалентной связи
n., koʊˈveɪlənt bɑnd
Тип химической связи, при котором два или более атома имеют одну или несколько общих электронных пар

Ковалентная связь Определение

Что такое ковалентная связь? В химии и других областях фундаментальной науки ковалентная связь определяется как химическая связь, в которой два или более атома имеют одну или несколько общих электронных пар. Как насчет биологии? Что означает ковалентная связь? В биологии ковалентная связь является одним из трех основных типов химических связей, важных в биологическом отношении; два других — ионные связи и водородные связи.Однако ковалентная связь отличается от этих двух связей тем, что электроны распределяются между атомами, ионами или молекулярными составляющими биологического соединения.

Этимология: от -CO , значение «вместе» и «Валент» , «Валент» , «Валентность» , от Latin Valentia , значение «Сила» или «Емкость» .
Синонимы: молекулярная связь.

Характеристики ковалентной связи

Что такое ковалентная связь? Они состоят из одновременного притяжения ядер к электронным парам.Эти электроны, которые распределяются между ядрами или между атомами, являются одной из основных характеристик, определяющих ковалентную связь. Ковалентная связь влечет за собой не процесс отдачи и получения, а общих электронов в парах. Электроны перемещаются между ядрами атомов, удерживаясь вместе и удерживаясь на стабильном расстоянии друг от друга. Называемая электронной парой (также называемой парой связи или парой Льюиса ), пара будет состоять из двух электронов на одной молекулярной орбитали, но с противоположными спинами.Ковалентная связь образуется только на орбиталях с неспаренными электронами. Эти две орбитали будут перекрываться и образовывать ковалентную связь. (Ref.1)

Атом углерода, например, имеет четыре валентных электрона на внешней оболочке. Вместо того, чтобы терять электроны, он делит их с другими атомами, если они имеют сравнимую электроотрицательность для возникновения ковалентной связи (см. рисунок ниже). Помимо углерода, наиболее распространенными формами атомов в живой системе являются водород, кислород, азот, фосфор, кислород и сера.Каждый из них имеет крайнюю орбиталь с характерным числом электронов. У водорода один, у углерода четыре, у азота и фосфора пять, у кислорода и серы шесть. Их атомы могут легко образовывать ковалентные связи с другими атомами. Следовательно, они редко существуют как изолированные образования. (Ссылка 2)

Физические свойства ковалентной связи

Пара электронов между атомами или молекулами, которые ковалентно связаны, приведет к совместному использованию электронов, а не к отдаче или захвату электронов, как ожидается в ионной связи.Объяснение того, почему они делят, а не теряют или берут электроны, связано с электроотрицательностью. Электроотрицательность — это физическое свойство химической связи, которое помогает объяснить, как атом притягивает к себе электроны. В ковалентной связи электроотрицательность двух атомов не является ни сильной, ни слабой, а в некоторой степени одинаковой. Электроотрицательные силы между ними в некоторой степени нейтральны, поэтому в конечном итоге они просто делят свои электроны. См. рисунок ниже.

Эта диаграмма показывает, что электроны при ковалентной связи не теряются и не приобретаются, а делятся, потому что электроотрицательность между атомами одинакова.Углерод здесь изображен делящим электроны с двумя молекулами кислорода.

Было показано, что соединения с ковалентными связями имеют низкие температуры кипения и плавления. Имеют низкую проводимость. Они не проводят электричество. Соединения с ионными связями имеют тенденцию быть более проводящими, поскольку их составляющие представляют собой заряженные частицы, способные переносить электроны. Эти сложные свойства связаны с теорией ковалентной связи Льюиса . Согласно этой теории, атомы имеют тенденцию делиться своими валентными электронами.Это позволяет каждому атому создавать свой собственный октет, в результате чего повышается стабильность. (Ref.3)

Ковалентная связь по сравнению с ионной связью

В то время как ионные связи связаны с передачей электронов от одного к другому, ковалентные связи предполагают совместное использование электронов между атомами. Утверждается, что чистой ионной связи не существует. Ионная связь имеет в ней ковалентный характер. Связь считается ионной, а не ковалентной, когда существует большая разница в электроотрицательности между двумя атомами.Это то, что происходит между атомами натрия и хлора. Ион натрия связывается с ионом хлора, в результате чего образуется хлорид натрия. (Ссылка 4) Дополнительные сведения и факты см. в таблице ниже. Также будут описаны различия между ионной связью и ковалентной связью.

Ионная связь Ковалентная связь
Образование Ионная связь образуется переносом электронов между атомами одного металла и одного неметалла.Соединение, образующее ионную связь, называется ионным соединением . Ковалентная связь образуется при совместном использовании электронов между атомами двух элементов, например, между двумя неметаллами.
Электроотрицательность

(то есть способность атома притягивать к себе электроны)

Сильная электроотрицательность одного атома притягивает электроны от другого атома. Сильно электроотрицательный атом может получить электрон(ы) и стать анионом . И наоборот, слабо электроотрицательный атом теряет электрон(ы) и становится катионом . Электроотрицательность одного атома недостаточно велика или примерно такая же, как у другого атома, таким образом, атомы имеют тенденцию делиться, а не получать или отдавать электроны для достижения стабильной электронной конфигурации.
Солеобразование Электростатическое притяжение между анионом и катионом образует ионное соединение. Многие ионные соединения называются солями, поскольку они могут быть образованы в результате реакции нейтрализации между основанием (например,грамм. ОН-) и кислотой (Н+). Связь, которая образуется между атомами, не приводит к образованию соли.
Состояние при комнатной температуре Твердые тела с кристаллографической решеткой Твердые тела, жидкости, газы

Ковалентная связь по сравнению с водородной связью

Как следует из названия, водородная связь представляет собой химическую связь, в которой водород служит мостиком между двумя атомами.Подобно ковалентной связи, водородная связь является обычной химической связью в органических соединениях, особенно в нуклеиновых кислотах и ​​белках. Водородная связь отвечает за образование вторичных и третичных структур нуклеиновых кислот и белков.

Одним из основных различий между ковалентной связью и водородной связью является электроотрицательность вовлеченных атомов. В ковалентной связи электроотрицательности двух атомов сравнимы. И наоборот, водородная связь образуется, когда слегка положительный атом водорода полярной ковалентной связи образует электростатическую связь с более электроотрицательным атомом полярной ковалентной связи в той же или другой молекуле.

Типы ковалентных связей

сигма-(σ)-связь и пи-связь

Существуют разные способы классификации ковалентных связей. Например, они могут быть классифицированы как сигма (σ) связь или пи (π) связь на основе ковалентного образования и взаимодействия. σ-связи образуются путем лобового перекрытия атомных орбиталей. Это самый прочный тип ковалентной связи. π-связи представляют собой ковалентные связи, образованные, когда две доли орбитали одного атома латерально перекрывают две доли орбитали другого атома.

Простая связь, двойная связь, тройная связь

Ковалентная связь может быть одинарной, двойной или тройной. Одинарная связь (-) — это когда атомы имеют два общих электрона. Обычно это сигма (σ) связь. Например, молекула воды имеет два атома водорода и центральный атом кислорода, которые удерживаются вместе двумя одинарными ковалентными связями. Каждый атом водорода имеет общую пару электронов с атомом кислорода.

Двойная связь (=) — это четыре электрона, разделенных между двумя химическими элементами.Более сильная σ-связь и более слабая пи (π)-связь часто образуют двойную связь. Примерами двойных связей являются алкены, азосоединения, имины и сульфоксиды.

Когда ковалентная связь включает шесть электронов между двумя атомами, это тройная связь. Тройная связь (≡) обычно имеет одну σ-связь и две π-связи. Примером может служить тройная связь в алкинах, цианидах, изоцианидах и монооксиде углерода.

Одинарная связь является самой слабой из трех, поскольку существует только одна связь, соединяющая два атома вместе.

Другие примеры ковалентной связи

Органические соединения

Ковалентные связи, как и другие химические связи, помогают образовать химическое соединение, такое как органическое соединение, содержащее атомы углерода, которые обычно ковалентно связаны с другими атомами. Органические соединения имеют жизненно важное значение, потому что все живые существа основаны на этих соединениях. Примерами органических соединений являются углеводы, липиды, белки и нуклеиновые кислоты, участвующие в различных метаболических процессах.

Двухатомная молекула водорода

Описание: трехмерная структура двухатомной молекулы водорода

Двухатомная молекула водорода h3 представляет собой комбинацию двух атомов водорода. Одинарная ковалентная связь удерживает два атома вместе. Таким образом, это может быть записано как H-H. Тире (-) означает ковалентную связь между двумя атомами водорода.

Молекула воды

Молекула воды

Молекула воды состоит из одного центрального атома кислорода и двух меньших атомов водорода, присоединенных к кислороду ковалентной связью.Это приводит к частично положительному полюсу и частично отрицательному полюсу. Это делает воду полярной молекулой. Однако помимо ковалентной связи молекула воды может образовывать временную водородную связь с соседней молекулой воды.

 

См. также

Каталожные номера

  1. Ковалентная связь | Химическая связь | Сиявула. (2020). Сиявула.Ком; Сиявула. https://www.siyavula.com/read/science/grade-10/chemical-bonding/06-chemical-bonding-03
  2. Лодиш, Х., Берк А., С. Лоуренс Зипурски, Мацудайра П., Балтимор Д. и Дарнелл Дж. (2013). Ковалентные связи. Них.Гов; WH Freeman. https://www.ncbi.nlm.nih.gov/books/NBK21595/‌
  3. Ковалентная связь | Безграничная химия. (2020). Lumenlearning.Com. https://courses.lumenlearning.com/boundless-chemistry/chapter/the-covalent-bond/
  4. Основы химической связи. (23 июня 2019 г.). Получено с https://chem.libretexts.org/Bookshelves/Physical_and_Theoretical_Chemistry_Textbook_Maps/Supplemental_Modules_(Physical_and_Theoretical_Chemistry)/Chemical_Bonding/Fundamentals_of_Chemical_Bonding

©BiologyOnline.Контент предоставлен и модерируется редакторами BiologyOnline.

Глава 4 – Ковалентные связи и молекулярные соединения – Химия

Глава 4 – Ковалентные связи и молекулярные соединения

Этот текст опубликован в соответствии с лицензией Creative Commons, для ссылки и адаптации нажмите здесь .

 4.1 Введение в ковалентные молекулы и соединения
Как распознать ковалентные связи

4.2 Обмен электронами
Одиночные ковалентные связи между одинаковыми атомами
Одиночные ковалентные связи между различными атомами
Множественные ковалентные связи
Координатные ковалентные связи

4.3 Электроотрицательность и полярность связи

4.4 Свойства молекулярных соединений

4.5 Именование бинарных молекулярных соединений

4.6 Краткое содержание главы

4.7 Каталожные номера

 


Глава 4 – Ковалентные связи и молекулярные соединения

Химические связи обычно делятся на два принципиально разных типа: ионные и ковалентные. В действительности, однако, связи в большинстве веществ не являются ни чисто ионными, ни чисто ковалентными, а лежат в спектре между этими крайностями. Хотя чисто ионные и чисто ковалентные связи представляют собой крайние случаи, которые редко встречаются в любых, кроме очень простых веществ, краткое обсуждение этих двух крайностей помогает объяснить, почему вещества с разными видами химических связей обладают очень разными свойствами.Ионные соединения состоят из положительно и отрицательно заряженных ионов, удерживаемых вместе сильными электростатическими силами, тогда как ковалентные соединения обычно состоят из молекул, представляющих собой группы атомов, в которых одна или несколько пар электронов являются общими для связанных атомов. В ковалентной связи атомы удерживаются вместе за счет электростатического притяжения между положительно заряженными ядрами связанных атомов и отрицательно заряженными электронами, которые они разделяют. В этой главе основное внимание будет уделено свойствам ковалентных соединений.

4.1 Введение в ковалентные молекулы и соединения

Точно так же, как атом является простейшей единицей, обладающей фундаментальными химическими свойствами элемента, молекула является простейшей единицей, обладающей фундаментальными химическими свойствами ковалентного соединения. Таким образом, термин молекулярное соединение используется для описания элементов, которые связаны ковалентной связью, и для отличия соединений от ионных соединений.Некоторые чистые элементы существуют в виде ковалентных молекул. Водород, азот, кислород и галогены встречаются в природе в виде двухатомных («два атома») молекул H 2 , N 2 , O 2 , F 2 , Cl 2 , Br 2 , и I 2 (часть (а) на рис. 4.1). Точно так же несколько чистых элементов существуют в виде многоатомных («многоатомных») молекул, таких как элементарный фосфор и сера, которые встречаются как P 4 и S 8 (часть (b) на рис. 4.1).

Рис. 4.1 Элементы, существующие в виде ковалентных молекул. (a) Некоторые элементы в природе существуют в виде двухатомных молекул, в которых два атома (Е) соединены одной или несколькими ковалентными связями, образуя молекулу с общей формулой Е2. б) Некоторые элементы в природе существуют в виде многоатомных молекул, содержащих более двух атомов. Например, фосфор существует в виде тетраэдров P4 — правильных многогранников с четырьмя треугольными сторонами — с атомом фосфора в каждой вершине. Элементарная сера состоит из сморщенного кольца из восьми атомов серы, соединенных одинарными связями.Селен не показан из-за сложности его строения.


Каждое ковалентное соединение представлено молекулярной формулой, которая дает атомный символ для каждого составляющего элемента в установленном порядке, сопровождаемый нижним индексом, указывающим количество атомов этого элемента в молекуле. Нижний индекс записывается только в том случае, если число атомов больше 1. Например, вода с двумя атомами водорода и одним атомом кислорода на молекулу записывается как H 2 O. Точно так же двуокись углерода, содержащая один атом углерода и два атома кислорода в каждой молекуле, записывается как CO 2 .

Ковалентные соединения, содержащие преимущественно углерод и водород, называются органическими соединениями . При представлении формул органических соединений принято сначала писать углерод, затем водород, а затем любые другие элементы в алфавитном порядке (например, CH 4 O — метиловый спирт, топливо). Соединения, состоящие в основном из элементов, отличных от углерода и водорода, называются неорганическими соединениями ; они включают как ковалентные, так и ионные соединения.Соглашение о написании неорганических соединений включает в себя перечисление составных элементов, начиная с самого левого в периодической таблице, например, CO 2 или SF 6 . Те, кто находится в одной группе, перечислены, начиная с нижнего элемента и вверх, как в ClF. Однако по соглашению, когда неорганическое соединение содержит как водород, так и элемент из групп 13–15, водород обычно указывается в формуле последним. Примерами являются аммиак (NH 3 ) и силан (SiH 4 ).Такие соединения, как вода, состав которых был установлен задолго до того, как была принята эта конвенция, всегда пишутся сначала водородом: вода всегда пишется как H 2 O, а не OH 2 . Обычно это отличается, когда водород участвует в ковалентной связи, а не в ионном взаимодействии, как это наблюдается во многих неорганических кислотах, таких как соляная кислота (HCl) и серная кислота (H 2 SO 4 ), как описано в глава 3.


Как распознать ковалентные связи

В главе 3 мы видели, что ионные соединения состоят преимущественно из металла и неметалла.С другой стороны, ковалентные молекулы обычно состоят из двух неметаллов или неметалла и металлоида. Это начальный метод скрининга, который можно использовать для классификации соединений на ионную или ковалентную клеточную структуру.

Рисунок 4.2 Распознавание ионных и ковалентных соединений. Обычно соединения, образованные из комбинации металла с неметаллом, имеют более ионный характер связи, тогда как соединения, образованные из двух неметаллов или металлоида и неметалла, демонстрируют более ковалентный характер.Хотя соединения обычно находятся в спектре где-то между полностью ионным и полностью ковалентным характером, для целей именования это руководство хорошо работает.


4.2 Обмен электронами
Одиночные ковалентные связи между одинаковыми атомами

В главе 3 описано, как электроны могут передаваться от одного атома к другому, чтобы оба атома имели энергостабильную внешнюю электронную оболочку в соответствии с правилом октетов .Однако есть и другой способ, которым атом может достичь полной валентной оболочки: атомы могут делиться электронами, чтобы достичь состояния октета (или состояния дуэта в случае водорода).

Эту концепцию можно проиллюстрировать с помощью двух атомов водорода, каждый из которых имеет один электрон в своей валентной оболочке. (Для небольших атомов, таких как атомы водорода, валентная оболочка будет первой оболочкой, которая содержит только два электрона.) Мы можем представить два отдельных атома водорода следующим образом:

В этой ситуации ни один водород не может достичь предпочтительного дуэтного состояния.Напротив, когда два атома водорода сближаются достаточно близко друг к другу, чтобы разделить свои электроны, их можно представить следующим образом:

Совместно используя свои валентные электроны, оба атома водорода теперь имеют по два электрона в своих соответствующих валентных оболочках. Поскольку каждая валентная оболочка теперь заполнена, такое расположение более стабильно, чем когда два атома разделены. В этой конфигурации каждый водород имеет электронную конфигурацию, эквивалентную электронной конфигурации благородного газа гелия. Совместное использование электронов между атомами называется ковалентной связью , а два электрона, которые соединяют атомы в ковалентной связи, называются связывающей парой электронов .Дискретная группа атомов, соединенных ковалентными связями, называется молекулой — наименьшей частью соединения, которая сохраняет химическую идентичность этого соединения. Например, одна молекула воды будет содержать два атома водорода и один атом кислорода (H 2 O).

Химики часто используют электронно-точечные диаграммы Льюиса для представления ковалентной связи в молекулярных веществах. Например, диаграммы Льюиса двух отдельных атомов водорода выглядят следующим образом:

Диаграмма Льюиса двух атомов водорода с общими электронами выглядит так:

Это изображение молекул еще больше упрощается за счет использования тире для обозначения ковалентной связи.Тогда молекула водорода представляется следующим образом:

Помните, что тире, также называемое одинарной связью, обозначает пару связывающих электронов.

Связь в молекуле водорода, измеренная как расстояние между двумя ядрами, составляет около 7,4 × 10 –11 м, или 74 пикометра (пм; 1 пм = 1 × 10 –12 м). Эта конкретная длина связи представляет собой баланс между несколькими силами: (1) притяжением между противоположно заряженными электронами и ядрами, (2) отталкиванием между двумя отрицательно заряженными электронами и (3) отталкиванием между двумя положительно заряженными ядрами.Если бы ядра были ближе друг к другу, они сильнее отталкивались бы друг от друга; если бы ядра были дальше друг от друга, между положительными и отрицательными частицами было бы меньше притяжения.

Фтор — еще один элемент, атомы которого соединяются парами, образуя двухатомные (двухатомные) молекулы. Два отдельных атома фтора имеют следующие электронные точечные диаграммы:

Каждый атом фтора вносит один валентный электрон, образуя одинарную связь и давая каждому атому полную валентную оболочку, что соответствует правилу октета:

Кружками показано, что каждый атом фтора имеет вокруг себя восемь электронов.Как и в случае с водородом, мы можем представить молекулу фтора с тире вместо связывающих электронов:

Каждый атом фтора имеет шесть электронов или три пары электронов, которые не участвуют в ковалентной связи. Вместо того, чтобы быть общими, они считаются принадлежащими одному атому. Они называются несвязывающими парами (или неподеленными парами) электронов.


Одиночные ковалентные связи между различными атомами

Теперь, когда мы рассмотрели обмен электронами между атомами одного и того же элемента, давайте посмотрим на образование ковалентной связи между атомами разных элементов.Рассмотрим молекулу, состоящую из одного атома водорода и одного атома фтора:

Каждому атому требуется один дополнительный электрон, чтобы завершить свою валентную оболочку. Каждый вкладывая один электрон, они образуют следующую молекулу:

В этой молекуле атом водорода не имеет несвязывающих электронов, а атом фтора имеет шесть несвязывающих электронов (три неподеленные электронные пары). Кружками показано, как заполнены оболочки валентных электронов у обоих атомов (напомним, что водород заполнен двумя электронами).

Более крупные молекулы построены аналогичным образом, при этом некоторые атомы участвуют более чем в одной ковалентной связи. Например, вода с двумя атомами водорода и одним атомом кислорода и метан (СН 4 ) с одним атомом углерода и четырьмя атомами водорода могут быть представлены следующим образом:

атомов обычно образуют характерное число ковалентных связей в соединениях. На рис. 4.3 показаны конфигурации валентных электронов каждого семейства элементов (или столбца).

Рис. 4.3 Периодическая таблица со структурами Льюиса.  Каждое семейство представляет репрезентативную структуру Льюиса для этой группы элементов. Что касается неметаллов (семейства 4А, 5А, 6А и 7А), они могут принять дополнительное количество общих связей для достижения состояния октета. Семейство 4А может иметь 4 общих ковалентных связи (4 + 4 = 8), тогда как Семейства 5А, 6А и 7А могут иметь 3, 2 и 1 ковалентную связь соответственно для достижения состояния октета. Исключения из правила октета существуют. Например, водород можно отнести к группе 1 или группе 7А, поскольку он обладает свойствами, сходными с обеими группами.Водород может участвовать как в ионной, так и в ковалентной связи. При участии в ковалентной связи водороду требуется всего два электрона, чтобы иметь полную валентную оболочку. Поскольку у него изначально один электрон, он может образовать только одну ковалентную связь. Точно так же бор имеет 3 электрона на внешней оболочке. Этот неметалл обычно образует 3 ковалентные связи, имея максимум 6 электронов на внешней оболочке. Таким образом, бор никогда не может достичь состояния октета. Другие атомы могут иметь расширенные орбитали и принимать дополнительные ковалентные связи.Двумя из них, которые важны для живых систем, являются сера и фосфор. По правилу октета сера может образовывать 2 ковалентные связи, а фосфор — 3 ковалентные связи. Сера также может иметь расширенные орбитали для принятия 4 или 6 ковалентных связей, а фосфор может расширяться до 5 ковалентных связей.


Множественные ковалентные связи

Во многих молекулах правило октета не будет выполняться, если каждая пара связанных атомов имеет только два общих электрона. Рассмотрим двуокись углерода (CO 2 ).Если каждый атом кислорода делит один электрон с атомом углерода, мы получаем следующее:

Это не дает ни атомам углерода, ни атомам кислорода полного октета; Атом углерода имеет только шесть электронов на своей валентной оболочке, а каждый атом кислорода имеет только семь электронов на своей валентной оболочке. Таким образом, ни один из атомов не может достичь состояния октета в текущей конфигурации. Как написано, это будет нестабильная молекулярная конформация.

Иногда два атома должны иметь более одной пары электронов, чтобы оба атома имели октет.В диоксиде углерода второй электрон от каждого атома кислорода также является общим с центральным атомом углерода, а атом углерода делит еще один электрон с каждым атомом кислорода:

В этом расположении атом углерода имеет четыре общих электрона (две пары) с атомом кислорода слева и четыре электрона с атомом кислорода справа. Теперь вокруг каждого атома восемь электронов. Две пары электронов, общие для двух атомов, образуют двойную связь между атомами, которая представлена ​​двойным тире:

Некоторые молекулы содержат тройные связи, ковалентные связи, при которых три пары электронов являются общими для двух атомов.Простое соединение с тройной связью — ацетилен (C 2 H 2 ), диаграмма Льюиса которого имеет следующий вид:


Координатные ковалентные связи

Координатная связь (также называемая дативной ковалентной связью) — это ковалентная связь (общая пара электронов), в которой оба электрона исходят от одного и того же атома. Ковалентная связь образуется двумя атомами, имеющими общую пару электронов. Атомы удерживаются вместе, потому что электронная пара притягивается обоими ядрами.При образовании простой или обычной ковалентной связи каждый атом передает связи один электрон, но это не обязательно. В случае координационной ковалентной связи один атом поставляет оба электрона, а другой атом не поставляет ни одного из электронов. Следующая реакция между аммиаком и соляной кислотой демонстрирует образование координационной ковалентной связи между аммиаком и ионом водорода (протоном).

Реакция между аммиаком и соляной кислотой

Если смешать эти бесцветные газы, образуется густой белый дым твердого хлорида аммония.

Общая реакция

NH 3 (г) + HCl (г) → NH 4 Cl(s)

Ионы аммония, NH 4 + , образуются в результате переноса иона водорода (протона) из молекулы соляной кислоты на неподеленную пару электронов в молекуле аммиака. Чтобы визуализировать эту реакцию, мы можем использовать конфигурации электронных точек, чтобы наблюдать за движением электронов во время реакции. Сначала вспомните состояния валентных электронов для всех атомов, участвующих в реакции:

В левой части уравнения (слева от стрелки) указаны реагенты реакции (аммиак и соляная кислота).В правой части реакции (справа от стрелки) находится продукт реакции, ионное соединение – хлорид аммония. На приведенной ниже диаграмме показано движение электрона и протона во время реакции.

Рисунок 4.4. Образование хлорида аммония. Когда образуется ион аммония NH 4 + , четвертый водород (показан красным) присоединяется ковалентной ковалентной связью, потому что только ядро ​​водорода переносится от хлора к азоту.Электрон водорода остается на хлоре, образуя отрицательный ион хлора. После того как ион аммония образовался, невозможно определить какую-либо разницу между координатной ковалентной и обычной ковалентной связью, все атомы водорода в молекуле эквивалентны, а дополнительный положительный заряд распределен по всей молекуле. Хотя на схеме электроны показаны по-разному, в действительности между ними нет никакой разницы. На простых схемах координатная связь показана изогнутой стрелкой.Стрелка указывает от атома, отдающего неподеленную пару, к атому, принимающему ее.


4.3 Электроотрицательность и полярность связи

Хотя мы определили ковалентную связь как совместное использование электронов, электроны в ковалентной связи не всегда делятся поровну между двумя связанными атомами. Если связь не соединяет два атома одного и того же элемента, всегда будет один атом, который притягивает электроны в связи сильнее, чем другой атом, как показано на рисунке 4.5. Когда возникает такой дисбаланс, в результате происходит накопление некоторого отрицательного заряда (называемого частичным отрицательным зарядом и обозначаемого δ-) на одной стороне связи и некоторого положительного заряда (обозначаемого δ+) на другой стороне связи. . Ковалентная связь с неравным распределением электронов, как в части (b) на рис. 4.5, называется полярной ковалентной связью . Ковалентная связь с равным распределением электронов (часть (а) на рис. 4.5) называется неполярной ковалентной связью .

Рис. 4.5 Полярные и неполярные ковалентные связи. (а) Электроны в ковалентной связи принадлежат поровну обоим атомам водорода. Это неполярная ковалентная связь. (б) Атом фтора притягивает электроны в связи больше, чем атом водорода, что приводит к дисбалансу в распределении электронов. Это полярная ковалентная связь.


Любая ковалентная связь между атомами разных элементов является полярной связью, но степень полярности варьируется в широких пределах.Некоторые связи между различными элементами лишь минимально полярны, в то время как другие сильно полярны. Ионные связи можно считать предельно полярными, когда электроны передаются полностью, а не делятся. Чтобы судить об относительной полярности ковалентной связи, химики используют электроотрицательность , которая является относительной мерой того, насколько сильно атом притягивает электроны, когда он образует ковалентную связь.

Существуют различные числовые шкалы для оценки электроотрицательности.На рис. 4.6 показана одна из самых популярных — шкала Полинга . О полярности ковалентной связи можно судить, определяя разницу в электроотрицательности между двумя атомами, образующими связь. Чем больше разница в электроотрицательностях, тем больше дисбаланс совместного использования электронов в связи.

Рисунок 4.6 Электроотрицательность различных элементов. Шкала электроотрицательности Полинга имеет значение для атомов фтора, равное 4.0, самое высокое значение.

Хотя жестких правил не существует, общее правило состоит в том, что разница в электроотрицательности менее 0,4 указывает на то, что связь является неполярной; когда разница больше 0,4, связь считается полярной. Когда разница в электроотрицательностях достаточно велика (обычно больше примерно 1,8), полученное соединение считается ионным, а не ковалентным. Нулевая разность электроотрицательностей, конечно, указывает на неполярную ковалентную связь.Примеры разницы электроотрицательностей показаны на рис. 4.7.

Рисунок 4.7 Диаграмма разницы электроотрицательности. На приведенной выше диаграмме показано, какой тип связи образуется между двумя разными атомами. Взяв разницу между значениями электроотрицательности для каждого из атомов, участвующих в связи, можно предсказать тип связи и полярность. Обратите внимание, что полный ионный характер достигается редко, однако, когда металлы и неметаллы образуют связи, они называются с использованием правил ионной связи.


Когда связи молекулы полярны, молекула в целом может демонстрировать неравномерное распределение заряда в зависимости от того, как ориентированы отдельные связи. Например, ориентация двух связей О–Н в молекуле воды (рис. 4.8) искривлена: один конец молекулы имеет частичный положительный заряд, а другой — частичный отрицательный заряд. Короче говоря, сама молекула полярна. Полярность воды оказывает огромное влияние на ее физические и химические свойства.(Например, температура кипения воды [100°C] высока для такой маленькой молекулы и связана с тем, что полярные молекулы сильно притягиваются друг к другу.) Напротив, в то время как две связи C=O в диоксиде углерода полярные, они лежат прямо напротив друг друга в молекуле и, таким образом, компенсируют эффекты друг друга. Таким образом, молекулы углекислого газа в целом неполярны. Отсутствие полярности влияет на некоторые свойства углекислого газа. (Например, углекислый газ становится газом при -77°С, что почти на 200° ниже температуры кипения воды.)

Рис. 4.8 Физические свойства и полярность. На физические свойства воды (а) и углекислого газа (б) влияет их молекулярная полярность. Обратите внимание, что стрелки на диаграмме всегда указывают в том направлении, где электроны сильнее притягиваются. На этой диаграмме символ дельта (δ) используется с символом (+) или (-) для представления частичного положительного и частичного распределения отрицательного заряда в полярных ковалентных связях. Обратите внимание, что электроны, общие для полярных ковалентных связей, будут притягиваться и проводить больше времени вокруг атома с более высоким значением электроотрицательности.Когда полярность равна и прямо противоположна, как в случае двуокиси углерода (b), вся молекула не будет иметь общего заряда.


(ВВЕРХ)


4.4 Свойства молекулярных соединений

Молекулярные соединения обладают многими свойствами, которые отличаются от ионных соединений. Некоторые обобщения для этой группы включают гораздо более низкие температуры плавления и кипения по сравнению с их ионными аналогами.Например, вода (H 2 O) имеет температуру плавления 4 o C и температуру кипения 100 o C по сравнению с NaCl, который имеет температуру плавления 801 o C и температуру кипения 1,413 o C. Это связано с тем, что полные заряды, созданные в ионных связях, обладают гораздо большей силой притяжения, чем сравнительно слабые частичные заряды, созданные в ковалентных молекулах. таким образом, ионные соединения имеют тенденцию образовывать очень прочные структуры кристаллической решетки из-за повторяющихся зарядов катионных и анионных компонентов.С другой стороны, ковалентные соединения обычно не имеют таких хорошо структурированных трехмерных форм. Таким образом, они имеют тенденцию быть более хрупкими и легче ломаются в твердой форме, и многие из них находятся в жидкой и газовой фазах. Кроме того, из-за отсутствия у них заряда они, как правило, являются плохими электрическими и тепловыми проводниками. Многие из них также нерастворимы в воде из-за их неполярной природы (например, масло и вода не смешиваются).

В таблице 4.1 показаны общие различия между ковалентными и ионными соединениями.

Таблица 4.1 Сравнение ионных и ковалентных соединений

4.5 Именование бинарных молекулярных соединений

Напомним, что молекулярная формула показывает количество атомов каждого элемента, содержащегося в молекуле. Молекула воды содержит два атома водорода и один атом кислорода, поэтому ее формула H 2 O. Молекула октана, входящего в состав бензина, содержит 8 атомов углерода и 18 атомов водорода. Молекулярная формула октана C 8 H 18 .При написании химической формулы наименее электроотрицательный элемент (элемент, который находится левее или ниже в той же семейной группе) записывается первым, а более электроотрицательный элемент записывается вторым. Вам необходимо знать, как называть простые бинарные ковалентные соединения (соединения, состоящие из двух разных элементов)

.

Рисунок 4.9 Двуокись азота (NO 2 ) представляет собой красновато-коричневый токсичный газ, который является заметным загрязнителем воздуха, вырабатываемым двигателями внутреннего сгорания.

 

 

 

 

 

 


Элементы, которые объединяются в бинарные молекулярные соединения, являются атомами неметаллов или представляют собой комбинацию неметалла и металлоида. Это контрастирует с ионными соединениями, которые были образованы из иона металла и иона неметалла. Следовательно, бинарные молекулярные соединения отличаются тем, что заряды ионов нельзя использовать для их названий или написания их формул. Еще одно отличие состоит в том, что два атома неметалла часто соединяются друг с другом в различных соотношениях.Рассмотрим элементы азот и кислород. Они объединяются в несколько соединений, включая

.
НЕТ, НЕТ 2 и N 2 O

Их всех нельзя назвать оксидом азота. Как кто-нибудь узнает, о ком вы говорили? Каждое из трех соединений имеет очень разные свойства и реакционную способность. Необходима система для различения таких соединений.

Префиксы используются в названиях бинарных молекулярных соединений для определения количества атомов каждого элемента.В таблице ниже показаны префиксы до десяти.

Таблица 4.2 Префиксы, используемые для номенклатуры бинарных ковалентных молекул

Правила использования префиксной системы номенклатуры бинарных соединений можно резюмировать следующим образом.

  1. Обычно менее электроотрицательный элемент пишется первым в формуле, хотя есть несколько исключений. Исключение 1 : Углерод всегда стоит первым в формуле. Исключение 2: Когда водород участвует в ковалентной связи, его обычно записывают во второй позиции (например: водород стоит после азота в такой формуле, как NH 3 ). В целом, порядок обычных неметаллов в бинарной молекулярной соединения C, P, N, H, S, I, Br, Cl, O,
  2. При наименовании первого элемента используйте полное имя элемента и соответствующий префикс, если в формуле присутствует более одного атома этого элемента.Если для первого элемента имеется только один атом, термин моно- НЕ используется, но подразумевается. Например, CO — это угарный газ, а не угарный газ.
  3. Для второго элемента окончание имени элемента обычно изменяется на ‘ -ide’ , а соответствующий префикс всегда используется для второго элемента .

Примечание: a или o в конце префикса обычно опускается из имени, когда имя элемента начинается с гласной.Например, четыре атома кислорода представляют собой тетроксид вместо тетраоксида. Некоторые примеры молекулярных соединений перечислены в таблице 4.3.

Таблица 4.3 Примеры наименования ковалентных молекул

Обратите внимание, что префикс моно- не используется с азотом в первом соединении, но используется с кислородом в обоих первых двух примерах. В S 2 Cl 2 подчеркивается, что формулы молекулярных соединений не сокращаются до их наименьших соотношений. или из моно- и a из гепта- исключаются из названия в сочетании с оксидом. Например:


4.6 Краткое содержание главы

Атомы могут иметь общие пары валентных электронов, чтобы получить октет валентной оболочки. Это совместное использование электронов представляет собой ковалентную связь . Вид, образованный ковалентно связанными атомами, представляет собой молекулу и представлен молекулярной формулой , которая дает количество атомов каждого типа в молекуле.Два общих электрона в ковалентной связи называются связывающей парой электронов . Электроны, не участвующие в ковалентных связях, называются несвязывающими парами (или неподеленными парами ) электронов . Ковалентная связь, состоящая из одной пары общих электронов, называется одинарной связью .

Ковалентные связи возникают между атомами неметаллов. Названия простых ковалентных соединений следуют простым правилам, аналогичным правилам для ионных соединений.Однако для ковалентных соединений числовые префиксы используются по мере необходимости для указания количества атомов каждого элемента в соединении.

В некоторых случаях более одной пары электронов являются общими, чтобы удовлетворить правилу октетов. Две пары электронов являются общими для двух атомов, образуя двойную связь . Три пары общих атомов образуют тройную связь . Одинарные, двойные и тройные ковалентные связи могут быть представлены одной, двумя или тремя черточками соответственно между символами атомов.В случае -координатной ковалентной связи один атом поставляет оба электрона, а другой атом не поставляет ни одного из электронов.

Чтобы судить об относительной полярности ковалентной связи, химики используют электроотрицательность , которая является относительной мерой того, насколько сильно атом притягивает электроны, когда он образует ковалентную связь. Чем больше разница электроотрицательностей между атомами, участвующими в ковалентной связи, тем большую полярность проявляет связь.

По сравнению с ионными соединениями ковалентные молекулы обычно имеют более низкие температуры плавления и кипения, менее растворимы в воде и являются плохими проводниками электричества. Эти основные различия в значительной степени связаны с повышенной полярностью ионных связей по сравнению с ковалентными связями.


4.7 Каталожные номера

Материалы главы 4 были адаптированы из следующих ресурсов Creative Commons, если не указано иное:

1. Портал органической химии.ВикиУниверситет. Доступно по адресу: https://en.wikiversity.org/wiki/Portal:Organic_chemistry

.

2. Анонимно. (2012) Введение в химию: общая, органическая и биологическая (V1.0). Опубликовано Creative Commons by-nc-sa 3.0. Доступно по адресу: http://2012books.lardbucket.org/books/introduction-to-chemistry-general-organic-and-biological/index.html

.

3. Поулсен Т. (2010) Введение в химию. Опубликовано Creative Commons by-nc-sa 3.0. Доступно по адресу: http://openedgroup.org/books/Chemistry.pdf

4. Молекулы и молекулярные соединения. (2017) Либретексты. Доступно по адресу: https://chem.libretexts.org/Textbook_Maps/General_Chemistry_Textbook_Maps/Map%3A_Chemistry%3A_The_Central_Science_(Brown_et_al.)/02._Atoms,_Molecules,_and_Ions/2.6%3A_Molecules_and_Molecular_Compounds

5. Кларк Дж. (2017) «Общие принципы химического связывания», опубликованные Libretexts. Доступно по адресу: https://chem.libretexts.org/Core/Physical_and_Theoretical_Chemistry/Chemical_Bonding/General_Principles_of_Chemical_Bonding/Coordinate_(Dative_Covalent)_Bonding

6.OpenStax (2015) Атомы, изотопы, ионы и молекулы: строительные блоки. OpenStax CNX. Доступно по адресу:  http://cnx.org/contents/[email protected]

7. Википедия, Ионное соединение. Доступно по адресу: https://en.wikipedia.org/wiki/Ionic_compound

.

8. Физическая и теоретическая химия (2017) Либретексты. Доступно по адресу: https://chem.libretexts.org/Core/Physical_and_Theoretical_Chemistry/Chemical_Bonding/General_Principles_of_Chemical_Bonding/Covalent_Bonds_vs_Ionic_Bonds.

Анимированная химическая связь | Творческий педагог

Учащиеся создают анимацию, чтобы продемонстрировать свое понимание химического процесса.

Приложение: Frames™

Задача

Теперь, когда вы изучили различные типы химических связей (ионные, ковалентные и металлические), создайте анимационную модель из пластилина, которая поможет учащимся курса следующего года понять, как электроны валентной оболочки влияют на типы связей, образуемых различными элементами.

Задействовать

Этот проект является отличной итоговой оценкой после того, как вы представили и объяснили различные типы химической связи.

Химия имеет дело с понятиями на молекулярном или атомном уровне, заставляя учащихся мыслить абстрактно или концептуально. На курсах химии вы проводите эксперименты и создаете конкретные модели, демонстрирующие, что происходит на молекулярном уровне, чтобы помочь учащимся понять эти концепции. Создание пластилиновых анимаций для демонстрации процессов и моделей также помогает сделать эти концепции осязаемыми.

Этот проект является кульминацией деятельности, чтобы закрепить и напомнить учащимся концепции, которые вы рассмотрели. Итак, прежде чем они начнут работать над глиняной анимацией, закройте и раскройте важные химические концепции посредством чтения, моделей, лабораторных работ и обсуждений.

Прежде чем создавать анимацию, демонстрирующую химическую связь, учащиеся должны быть знакомы с тем, как образуются химические связи. Приведите примеры различных типов связи: ионной, ковалентной и металлической. Ионная связь включает перенос электронов, ковалентная связь включает совместное использование электронов, а металлическая связь может рассматриваться как комбинация обоих.

Образуются химические связи для снижения энергии системы. Каждый компонент системы становится более стабильным, образуя связь. Полная валентная оболочка означает стабильность.

Учащиеся должны быть в состоянии объяснить, как валентная оболочка электронов влияет на тип связи между элементами и как соединения связываются из-за электростатического заряда.

Создать

Попросите учеников объединиться в небольшие команды. Назначьте каждой команде тип связи с моделью.

Попросите каждую команду разработать собственное определение своей связи.Предложите им провести мозговой штурм по крайней мере пяти примеров элементов или соединений, образующих этот тип связи.

Предложите учащимся создать визуальную модель связи. Модель также должна включать описание связи и обоснование элементов, выбранных для демонстрации связи. Оцените точность модели. Попросите учащихся внести необходимые изменения.

После того, как модель будет завершена, попросите учеников использовать раскадровку, чтобы наметить, как их анимация будет демонстрировать химическую связь.Команда должна написать и разработать повествовательный сценарий, чтобы объяснить, как создается связь в этом примере, и поделиться другими примерами того, где можно найти этот тип связи.

Пусть каждая команда создаст глиняную анимационную симуляцию своей химической связи. Анимации должны содержать модели каждого атома/элемента, показывающие протоны, нейтроны и электроны и их заряды. Модели также должны демонстрировать, как эти заряды и структуры влияют на тип связи, которую образует этот элемент.

Поделиться

Предложите учащимся поделиться своими пластилиновыми анимациями с остальным классом.Используйте это как обзор перед экзаменом. Вы также можете поделиться ими с местной телевизионной станцией и другими уроками химии в вашем районе.

Оценка

Вводные занятия, включая обсуждения, чтение и лабораторные работы, создадут основу знаний, подходящую для учащихся при создании анимации.

Пока команды работают, обязательно оцените их первоначальную модель. Их описание того, как работает связь, даст представление об их мышлении.Задавайте вопросы, чтобы проверить их знания об облигации. Обязательно спросите, почему они выбрали элементы или молекулы, используемые в модели.

Раскадровка — это ключ к тому, насколько хорошо учащиеся могут вербализовать и визуализировать химическую связь для кого-то другого. Анимация является кульминацией их модели, раскадровки, планирования и совместной работы. Способность учащихся отвечать на вопросы сверстников после показа своей анимации свидетельствует о комфорте и беглости понимания концепции.

Ресурсы

Винтер, Марк Дж. Химическое соединение . (Оксфордские учебники по химии, № 15). ISBN: 0198556942

Периодическая таблица элементов

Стандарты

NSEA – Национальное научное образование

В результате своей деятельности в 9–12 классах у всех учащихся должны сформироваться представления о строении атомов, строении и свойствах вещества, химических реакциях. (Физические науки – СТАНДАРТ СОДЕРЖАНИЯ B)

ISTE NETS для студентов 2016:

6.Творческий коммуникатор
Студенты ясно общаются и творчески выражают себя для различных целей, используя платформы, инструменты, стили, форматы и цифровые медиа, соответствующие их целям. Студенты:

а. выбирать подходящие платформы и инструменты для достижения желаемых целей их создания или коммуникации.

б. создавать оригинальные произведения или ответственно перепрофилировать или смешивать цифровые ресурсы в новые творения.

в. четко и эффективно передавать сложные идеи, создавая или используя различные цифровые объекты, такие как визуализации, модели или симуляции.

д. публиковать или представлять контент, который настраивает сообщение и среду для своей целевой аудитории.

Получаете Chromebook?

Будьте креативны вместе с Wixie!

Реклама

Что такое сильные химические связи?

Все вокруг вас состоит из химических веществ. И это возможно только потому, что эти химические вещества взаимодействуют и связываются друг с другом. Как именно и почему они это делают, зависит от их природы, но в целом существует два типа взаимодействий, которые удерживают их рядом: «первичные» (или «сильные») и «вторичные» (или слабые) взаимодействия.

Изображение предоставлено Тором Дайхманном.

Они далее разбиваются на дополнительные подкатегории, а это означает, что нужно охватить довольно много вопросов. Сегодня мы рассмотрим сильные, которые образуются в результате переноса электронов или электростатического притяжения между атомами.

По мере того, как мы продвигаемся вперед, имейте в виду, что атомы взаимодействуют, чтобы уменьшить свои энергетические уровни. Вот что они получают от связи с другими химическими веществами, и они будут делать это до тех пор, пока не найдут партнера по связи, который принесет в их жизнь идеальный баланс; вроде как у людей.

Стабильная конфигурация атома, состояние, к которому стремятся все атомы, известна как конфигурация благородного газа. Благородные газы составляют последний столбец в самой правой части таблицы Менделеева, и они крайне или полностью химически неактивны (им не нужно взаимодействовать, потому что они имеют внутреннее равновесие).

Прочные связи — это самые прочные связи, которые атомы или молекулы могут установить со своими сверстниками. Секрет их силы заключается в том, что первичные взаимодействия основаны на валентности атома.Число валентности означает, сколько электронов, проносящихся вокруг ядра атома, можно «поделить» с другими. Подавляющее большинство химических свойств вещества является прямым продуктом этих электронов.

Ковалентные связи

Первый тип сильных взаимодействий, который мы рассмотрим, и наиболее распространенный, — это ковалентная связь. Название «ковалентность» довольно хорошо описывает этот процесс: два атома разделяют часть или все свои валентные электроны, что помогает обоим приблизиться к равновесию.Этот тип связи представлен линией между двумя атомами. Они могут быть одинарными (одна строка), двойными (две строки) или тройными (три строки).

Ковалентные связи особенно важны в органической химии. Изображение через Викимедиа.

По сути, то, что происходит внутри ковалентной связи, состоит в том, что у вас есть атом, лишенный электронов (положительно заряженный), и тот, у которого слишком много электронов (отрицательно заряженный). Ни один из них не хочет продолжать в том же духе, потому что их внутренний дисбаланс электрических зарядов делает их нестабильными.Когда их поместят близко друг к другу, они начнут вести себя как один «макроатом» — их электроны начнут вращаться вокруг обоих.

Эти общие орбиты физически удерживают атомы вместе. Атом со слишком большим количеством электронов «имеет» их только половину времени, а у атома с недостаточным количеством электронов половину времени хватает. Это не идеально, но достаточно хорошо и не требует изменений в структуре атома (что просто феерично, если вы спросите природу).

На самом деле все немного сложнее.Электроны не носятся волей-неволей, а должны подчиняться определенным законам. Эти законы определяют, какую форму примут их орбиты (формируя «орбитали»), сколько слоев орбиталей будет и сколько электронов может нести каждая, на каком расстоянии эти орбитали будут от ядра и так далее. В общем, из-за их многослойной структуры в связывании участвуют только самые верхние орбитали (и, как таковые, только они придают элементам их химические свойства). Имейте в виду, что орбитали могут перекрываться и действительно перекрываются, поэтому именно то, что здесь означает «самый верхний», относится к атому, который мы обсуждаем.

Трехмерное изображение электронных орбиталей. Изображение через Pixabay.

Но, если быть кратким, ковалентная связь включает в себя атомы, объединяющие свои свободные электроны и заставляющие их вращаться вокруг обоих, используя слабости друг друга, чтобы сделать пару сильнее.

Ковалентные связи особенно распространены в органической химии, поскольку это предпочтительный способ связи углерода с другими элементами. Продукты, которые они образуют, могут существовать в газообразном, жидком или твердом состоянии, тогда как следующие два типа могут производить только твердые вещества.

Ионные связи

Далее идут ионные связи. Там, где ковалентные связи включают два или более атомов, имеющих общие электроны, ионные связи больше похожи на пожертвования. Этот тип химической связи опосредуется электростатическим зарядом между атомами (отрицательно заряженные частицы притягивают положительно заряженные). Связь образована одним или несколькими электронами, идущими от донора к приемнику в окислительно-восстановительной (окислительно-восстановительной) реакции; во время этого типа реакции изменяются свойства атомов, в отличие от ковалентных связей.Ионные связи обычно включают атомы металла и неметалла.

Кристаллы поваренной соли. Соли образуются из ионных связей. Изображение через Викимедиа.

Поваренная соль — отличный пример соединения, образованного ионными связями. Соль представляет собой комбинацию натрия и хлора. Атом натрия уступит один из своих электронов хлору, что заставит их иметь разные электрические заряды; из-за этого заряда атомы затем сильно сближаются.

Это снова приводит к равновесию. Из-за законов, управляющих электронными орбиталями, есть определенные конфигурации, которые являются стабильными, и многие другие, которые не являются таковыми.В то же время атомы также хотят достичь электростатической нейтральности. В ионной связи атом будет увеличивать свою электростатическую энергию (он будет отдавать или принимать отрицательный заряд), чтобы снизить общий внутренний дисбаланс (путем достижения стабильной электронной конфигурации), потому что именно это больше всего снижает его энергию.

Ковалентные связи по большей части имеют место между атомами с одинаковыми электростатическими свойствами, и нет прямого переноса электронов, потому что это увеличило бы общие энергетические уровни системы.

Ионные связи наиболее распространены в неорганической химии, поскольку они имеют тенденцию образовываться между атомами с очень разными электростатическими свойствами и (что, возможно, наиболее важно) ионные соединения всегда растворимы в воде. Однако ионные соединения, такие как соли, играют очень важную роль в биологии.

Основное различие между ионными и ковалентными связями заключается в том, как участвующие атомы действуют после того, как они соединяются. В ковалентной связи они специфически связаны со своими товарищами по реакции.В ионной связи каждый атом окружен роем атомов противоположного заряда, но не связан ни с одним из них в частности. Атомы с положительным зарядом известны как катионы, а с отрицательным зарядом — анионы.

Еще одна вещь, которую следует отметить в отношении ионных связей, заключается в том, что они разрываются при достаточном нагревании — в расплавленных солях ионы могут свободно удаляться друг от друга. Они также быстро разрушаются в воде, так как ионы сильнее притягиваются к этим молекулам, чем друг к другу (поэтому соль растворяется в воде).

Металлические связки

Микроструктура стали ВТ22 (титановый деформируемый сплав) после закалки. Изображение через Викимедиа.

Если название не выдало, этот тип химической связи является отличительной чертой металлов и металлических сплавов. Это не единственный тип связи, которую они могут образовывать, даже между чистыми металлами, но она почти всегда наблюдается в металлах.

С химической точки зрения, металлы являются донорами электронов — им необходимо отдавать электроны, чтобы достичь равновесия. Из-за природы этих атомов их электроны могут перемещаться между атомами, образуя «облака» электронов.Эти отделенные электроны называются «делокализованными».

Этот тип связи объединяет свойства как ионных, так и ковалентных связей. По сути, каждый атом металла должен отдавать электроны, чтобы быть стабильным (таким образом, ведя себя как катион). Но поскольку он окружен атомами других металлов (имеются в виду другие катионы), нет никого, кто хотел бы, чтобы принял этот электрический заряд. Таким образом, электроны объединяются, и каждый получает их некоторое время (таким образом образуя ковалентную связь).Вы можете думать об этом как об ионной связи, где атомные ядра образуют катионы, а сами электроны — анионы. Другой способ взглянуть на это, хотя это скорее абстракция, используемая для иллюстрации, состоит в том, что все атомы, участвующие в металлической связи, имеют общую орбиталь.

Имейте в виду, что эта теория «моря электронов» является моделью процесса — она слишком упрощена и не является идеальным представлением того, что происходит на самом деле, но она достаточно хороша, чтобы дать вам общее представление о том, как работают металлические связи.

Поскольку металлические связи обладают свойствами как ионных, так и ковалентных связей, они создают кристаллические связи (как соли), оставаясь при этом податливыми и пластичными (в отличие от большинства других кристаллов). Большинство физических свойств, которые мы ищем в металлах, являются прямым продуктом этой структуры. Облако делокализованных электронов действует как связующее, удерживая атомы вместе. Он также действует как подушка, предотвращая разрушение конструкции механическим ударом. Когда кузнецы куют железо или сталь, они перестраивают ядра атомов.Электроны все еще могут двигаться вокруг них, как вода вокруг камней в ручье, и помогают удерживать все вместе во время процесса.

Металлические связи имеют самую низкую энергию связи из тех типов, которые мы видели сегодня, — другими словами, они самые стабильные.


Химия часто имеет плохую репутацию из-за скучного предмета с математикой и смешиванием жидкостей. Поэтому легко забыть, что он буквально скрепляет мир. Окружающие нас объекты являются продуктом взаимодействия их атомов и молекул.Наши ножи могут резать еду на наших тарелках, потому что миллиарды атомов внутри этого ножа крепко держатся друг за друга, а атомы в еде — нет. Алмазы прорезают твердый камень, потому что атомы углерода могут связываться с другими атомами углерода в структурах, которые прочнее почти всего, что мы когда-либо видели. Наши клетки и ткани удерживаются вместе одними и теми же взаимодействиями. Мы живы, потому что молекулы воды устроены таким образом, что делают их универсальными растворителями.

Мы все еще очень много работаем с моделями — наше понимание связывающих уз все еще несовершенно.Но даже эти модели могут помочь нам оценить огромную сложность, скрытую в самых обыденных объектах вокруг нас.

%PDF-1.3 %0123 1 0 объект > эндообъект 2 0 объект > поток q 610,56 0 0 783,36 0 0 см /I3 Do Q конечный поток эндообъект 3 0 объект > /Длина 59869 >> поток va»>]DtaFx0:##I$$ $RH$ @A H A»H$AA8$A$ H$ɣD I$$A [email protected]!!#[email protected] E L(tزI B]AL»GB)06 )B3B %BGCD ЗMQ6& (!х A$u8″B]$3$»BGQb’A2!GbhE(]N##(r!GbFv$#:»#ؒq%A:B!1.&P&BBFv*&ReL!# j’!bCe&Tv B!1e&Tvb!FЋ)2″y2!` C#4LXAY2*B]2!bC;Lʑ&Rd,DFv bJvYI!$OM»:Hq6j)Y莧e#DH6Dv$#[email protected]#xÜr8Xr0c9Na9sXÝ9ˌ[email protected],p#;#:#:#>GDtG莈#:#:#tG莈G#>GD|GDtGdtGE#:#:#:#:#:##:.H$A*gr(r;9PT2C!9!Ɏq9C9Crcr)9C9NP9NS9CPPS9C9Cr(r(r)SeP9C9NSSANPPPPq9paid9C9C9C9C9(r(r(r(r(r89C9C9NPw(r+) )ʂ)+eD6VHH$SVM$E(p 4A$A$HA A$ SANU9CEUP» [email protected] a$AM$ !IiB,!ЈII$-IB- B-$DZ G4dpp#q#9#:lR.菂Z& :#:#h $CI EA0II $&D|IH$I$H$H CA$ [email protected]$HH r+*ʡPWHHS8$x(r% h$CbT4S»(pI9PP»8a(pI#$V #:0″#:*HSq @K;[email protected]$ _I H H$$i$AtG莂Z莁[email protected]$A! I0I$a0I$L EIA H 8H [email protected]\ «H$IA$ $AI$8 &[email protected]$]M [email protected]$GA @I H$ .a»GII$I [email protected],»&A0$I$GI [email protected]$я IDtM$GA &)$Є#I$!$I i [email protected]$Xh$=Ia$$ [email protected] I$I$DtI AM4I»AIHA$H IHH$$I4H$I$$M I%!0 H I$H $Ɏ «:#@[email protected] I4I$III»: $GH C4)R&+I:!I$(p 4 @H #i菄 $ H$RH M$ $$CH$IIBBH $ & $I$ IA&I$F0i DDH0 [email protected] @@$ I$&@$H A4]A 0″H$I$A0A$ &H$A I [email protected](pI4 [email protected] $I I$A I I$A IHHB I$H A$A » A4IiA4I4H [email protected]}!$ I]BA$ $I$I»>[email protected]$ I $I PI ŤB$P @I$ H F4I&$H$AH$A2IH$BI$GA$ @HRA I$i H ` $I i$i $ A I $ » I $ A0 A4A! $ P я AA$IsBGA I$ $M A$I&!i$A$,@$B$ H(pI$#=i4%I$a4H I$&$AA(t H 餒 $!HBA4I$B} $A0 [email protected]%;&RIa0I 2 @LImI4XErH$»{H$»-$T IH$$A0AI$ I$BkIH$ I$EP9C9 I»*ʀH$ «$HIRI$$$A$GDz 4A$ @$ :A!»eH M [email protected]$II$$L2>@8ig $HE$$I0`A»:#A$S}[email protected]″», I!a0A(I$Q $ A$HDDEH8IAЂI`IiH$:!A&A H a I j!$6 I ZP(p$iI% *[email protected][email protected][email protected] E $H$APL # IA$lIş[email protected],Me2Dti $A$H$$ B0: A$$$ I$A4!$Dtp$.# !II$FaA%vL$]6″ aI$Av $»%X A$A +HI»: [email protected]@ I$ (uI$$A4DuIjJHL$I [email protected]#yElI»$ I «Ci»: H$L -;# I $\MUA4qA&[email protected]$»A0:D L H#$]CJA(pFE$$)$Dui AGQim’I II I HC#ڄ»MAI4#EA0\ H$WI:# $»:b4$! 2GA!Оки$М п\ H H$K$ J$H»:$$ I At L$I$IMQViH$(I$C!& «:Gh$M&I&8R»CG$± )MH BA$ $ BAT»$J $ GBH$v֘dt H$A $M$Be2PDt؄[email protected]$GM$H»: AL»!$B##ԒAIH$VBB(pV0AA(r$GDtDtIiqEt+I$ ] IwTEICM0Rh%$IMI$$XJHDtH&I I$I I79ND}$ $i H$GTH EJ @Ha$ I$ 0R&@$AH I+A$ $PXA/A GA @ GM$ $ I#К@$GAI @I#eA,AiH$eBIA4|%v $H M2 [email protected]$A6$I4 I&H$GmR ]L’>8M @$GPDuJ$EI$I& %D$A%ѴGI(pM$A$ Ih$EII0&[email protected] H «V» IIDt#IA H$ E!CAD~4+JH$Dti( tqvGA*$A$I$I$ B»[email protected]$H @ II @h5I A0$]XIIU$I H$DtqI$Iia @IH $ aIHA $V ‘i$»:&a$I&I BV!MAa4+l $J$ $N: $ZP$I’i4I%nH$ #$I$ DvGWET·tAH$A] $ 0i$M$B [email protected] I(pI$ A4 $H&[A 4II`A$ A6L&$G»>H#J#A IA%iH$ G] }!aI»$ IrDB%>$I$Aa IBIM»> MV,S9Qi»IRAPHD|EL$I+ 2I캄A$H IIAh»:LM$!a AZI$#I Gh3:$HR]0/A$Ai$ITDH&ˢ莨 M2#H&H$ ​​$1#;[email protected]#@XhC Н+А$»$L I$A$Am’ i =k$I QA NL’a$)DsA= I I]MIHB#*O!H»&I$&8FH$!a BLA4iI [email protected]$#@$$H «?A]EI»: $ $H H$Dtƒ@$I h3H»:];@$ՑHHCI H&$’ f *I4A0H I$$&B&A& [email protected]$h FHA_h 9CGM$U $vI$HC ${I0″I»>#II$H$ꡤ[email protected] ᴒZI$]II @I+a& I a$BA @!P1+s+A [email protected] :i»: 9X }@I$E:A+ISMi$ I I4,$AI0I$IC II$#mAr # I (a»: S$GAGV,&AI «[email protected]+JR6R:X!#I aI $/L&q$*#ƈ I&34C\A H I»]6A :Dv)[email protected] EI $AB:I,$i [email protected]$#H EI»@[email protected] |@ АХ #МА D4″П.#A ptA4 |Ai$ #& Du*[email protected]$`A $} IB I$$HB I$M$I]# $ HC9C8H$H$(p LA$ #A>$ $A @M$AI0D)» $H A$A$B sHA EH$AI$ `H «: (pB»:#!HKX!eQ»I @AI A3A #@A AI$ $ [email protected]$I [email protected] $HL!i&I @I g$H [email protected]$v($L i [email protected][email protected] $ L$H * (pI$ I I& [email protected]»BE!8H. :@$ $ I$HAH!II!i EI$ A$DZA$ XBH I$A]@H$H$$Ih 4IA$A(pIW:& $tI&I$A$i»: [email protected] H P$H$ I A $h EA4$GV»»m$v# RI$Y @I$H [email protected]&[email protected] `H$:#:#@$#»>HAIM I$a0I$ I$ @HCAI$AI0I3 $ @i $&$IILHEa$ & I$H$I$ ! «:$MBI$IAe L+4FAI$Et]$A4* R [email protected] I $.GQ!#: H& &-Ј!HM0!A0IA=HV BGILPN»4Dt&A L$MBDi&[email protected] $IDGBT!3DtAA Fu%([email protected])B»:.!.D莂RH$L$#*[email protected]$B AA0H躐»!H i(F BGDtw. ,H L!JB»T»)$]TyH C0M$ EH莌!5’Dt» t$taA)IA0!kGGEЉA)4 IA%*DDtGM$VG BM!) h0BDD!H :!:!h$H!I5N «DYNIA0IDJHI*: )Ia5*&heQ B!»A @$LVRJpD.!& & «:&PIѴ(rB.! !eM + @DZHK $ XB!+DB HA3$8»:2-fH.H!8ePP )$iYf9 %2)2>aIB’a B!8JpEFXrDD [L!»E$$t(pDt,,& «:*i)h»tmFI»0H !I$H$MX# I$ `@莬%( B»}B A&I H(*H Dvq-RW0 9KE`!!!I$A @.QgpRAA%Q(BB&A B$A%N4#T+6DDB 8B!в I IPEJA4HxiDDZ;aA DtDt A4K*#hh$&A%d~ Q6.:0!:!!hR-: «[email protected]»»aA%iBB]$MA [email protected]*IR:> $X$/II%It34wDDR0 )[email protected]%LvzvMA EKB]!» %kDtpt]Q (@$DK.:&P2([email protected]#ɂh4\j$:»:#.:»ttʵ;PDDDET8Dx!Gr###[email protected]!xH-BBytfAZA$HA* EI$E A1 9V -Ga4ha В4 P!$/A T4J @T8M#W {:D*B&»$ @ @]»)J NH LlPa0I.` [email protected]��VTA%[email protected][email protected] (H»PAZ 0I46H$RH$»;[email protected]%aZ (iZH»:IFVIQ %H+}X0I:;»:ZiG4PPV 0H$I* Brt E&S(Cd]$)!%@$($PL+ i([email protected]%IRHI.$JI(k %&PDtJv A»&*:}%j$H*i&$ڥAW’hR’TM

@IH oh»:P:6TH»:pHMio F$4 b,&[email protected]]# RM»IjҷI-I:I»:i ]tL!:t-Du» *A*mPI&C#JP5I2UG$NIRIIiGI$KoKv#IH5A-V& ГТД#.GJpVJ2#Ai$:A$GT$W$+T[ؚH @JBRKAJTV2tz i*»:X#tvGI([email protected]#]GV*%AA\ GA+I>֚H%I%AiOh&SH.H U h ] AIRI$ Յ# +I»=i\{ja]GLA$#KNb!Eʒ[email protected] } E mGT. $ESC#˪IR [email protected]%;V.e4 EtKh!I$V2%[email protected]»!$ub VAmIRS- [email protected] jPZ #[email protected]+TҺIh%B]X$J#Đ.PS*u須IK&taN.a$> [email protected] IզANjւ %jT#H$.»»mh%2$ $ «T#dtH$$#i’TBXkh»Yt]6EEVi*IڴL+H(|[TTM$KI$m FjO..GZGI E$$GKiM$] ;`$B v/I \I/I##; ᢇ[email protected] N:AM$&ID4GҲ.M$OCHL:[email protected]$mITNiZI ЖП##(p%A$$S0]A&(pBDu;B)$•X»*)0m `GQhU : БлАㆂа )A%;VPXbTH B⢐؈LB (Dt»»»@88 e (p»tB»»»»»$ $hL#»3!#xw;GA&.H*H9PP9NPT9C9Cr9Cr(sPa9t9CsqqĂ»Ј=GѴGP`0I1AI$$ EH`.VH [email protected]$I$I H$Gi$GH$U$sD|$vaؤ[email protected]@$/$-HZ#A4Р[email protected]$BHRI!I$ I$II$: $H E IAA4A$I$ 0 Fā I I 3pA$I$A$ $tGDy 8#}&P$莁&I$ $i @I$ gIA4#tGD|LD|$ItG #> I I A4$I A$ H 2$H$HEYH)#NPSWr #YC90Pq9Csq9(r0SLr,r(rc…98Ô9nXc91Ɏq9Cr(r(r&>»B)DDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDG $» AAHh DsIi»9H$I$DsA4A$\ŠI A$RhA$PA$V/,H$ I$I$I @AA FIIM$A$I$I&HI$ H HH$A$ $I I$Ii$&H I$H$I A$H H$*Ia$I!IHZII$&I$IIH [email protected]&P4i»[email protected] II I$I H$I II$VĊ+IEX$ IgV$W$UE`H$$ I$X!0C»R‡* *r)ʂ9C9(r0B#B#CIGApEI $ IH$(pA I [email protected]& @@$A$EII I}$AD} HCI HC $&I$A2I$D} ФHEH$H$G $I$,$A4A0&HA $ «>A4H$ pa4I$I$I$a$I I0ia$ EW&P0I [email protected]$DtI]@[email protected]$AA$tGDt.eP a-4K&DDDDDDDDDDDDJtaDtGE:#xȎФА $G4H$$A$ H$A$i$IA I» HD0A DqtGI&H II$I I I Dt&$I$ 0 I4i $ H$A [email protected]$I$$A0$ [email protected]$H IP [email protected] $EB III$$A$I$H$ [email protected]$H H A&PI $]$AH»:)H(ra9qjLA$I$H «8!IGDrH$H$»$P8A I(I$ II$A [email protected] [email protected]$JIA$AH#HtI$GDt L A ICD|$I$LeI$&A$AI$A4-ME-II}$}L [email protected]$A&I$I BAi !(p&I I$i Ig`H!.B»»»$-莈菗d qA$AI$H$A$A$IIAiIAH$ &HIIH HA A4)$GI&[email protected]$E&q$GDt @$(!A H& @EXWeqCqPS9NPYNSr9NP&9C9;9C9Cr)r)ʂ)r(r(rrq9(r(saȣ»»!DE AP$I\A$I$ A $HDvI»; IE I$H I%H$ H$ [email protected]#4 ]FGDt]̎#Hj`B»»#/ИLl)r(r)r**r)r8q9PS9(rrs9C9;q9C8A (rʀA2:#CsL!]FDxR8(#GDtGFфGF!tmmE:0#h.DDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDFvaR$ 8ɎHsLsasq(r(rrʂ(r+j, )(r(r)(r(r9) «9C9C9(r89009hrDD!Cr(r)*) bq2JHI$I [email protected] I$I$I$ «9NWr)ВСУ* CG 9ȣsP(r(r+r*rSKգh!&TI$I [email protected]$HI»I$I$ «9.$#»8PH#8B8R>GrH$I$G4}» h0t]#x

Химические связи


Химические связки

Внимательное изучение периодической таблицы показывает, что атомы всех элементов в последнем столбце таблицы (например, гелия, неона, аргона и т. д.) имеют 8 электронов на своих внешних оболочках (за исключением гелия), следовательно их внешние электронные оболочки заполнены.Все эти элементы являются газами, и все они стабильны, что означает, что они не реагируют с другими элементами. Химики часто ссылаются на «правило 8», которое гласит, что если на внешней электронной оболочке 8 электронов, элемент стабилен. Атомы всех остальных элементов имеют вакансии во внешних электронных оболочках и будут реагировать с другими атомами, чтобы заполнить свои внешние оболочки. Разделы ниже описывают некоторые важные процессы, посредством которых атомы становятся стабильными. Процессы, приводящие к заполнению внешних электронных оболочек, приводят к образованию химических связей.В некоторых случаях это связано с образованием молекул. Молекулы представляют собой два или более атомов, удерживаемых вместе за счет общих электронов (описано ниже). Молекулы, состоящие из более чем одного типа элементов, также можно назвать соединениями . Следовательно, H 2 (один и тот же элемент) — это молекула, а H 2 O (разные элементы) — это и молекула, и соединение.

Ионные связи

Чтобы объяснить, как образуются ионные связи, мы будем использовать в качестве примера обычную поваренную соль NaCl.Натрий имеет атомный номер 11, следовательно, натрий имеет один электрон на внешней электронной оболочке. Хлор, с другой стороны, имеет атомный номер 17 и имеет 7 электронов на внешней оболочке. Когда эти два элемента реагируют, натрий отдает один электрон на своей внешней оболочке хлору. Натрий теперь имеет 8 электронов на внешней оболочке и стабилен. Однако в результате потери одного электрона у натрия остается на один протон больше, чем у электрона, и, следовательно, теперь это ион с электрическим зарядом +1.Ион — это атом, который имеет чистый + или — заряд. Ионы, имеющие суммарный положительный заряд, называются катионами . Хлор забрал один электрон, и теперь его внешняя электронная оболочка также заполнена и в процессе превратилась в ион с зарядом -1 (на один электрон больше, чем протонов). Ионы, которые имеют чистый отрицательный заряд, называются анионами (подумайте о термине анион как об аббревиатуре от a n отрицательный ион ). Противоположные заряды этих ионов создают притяжение, которое удерживает их вместе.Мы называем это притяжение ионной связью . На рис. 3 показано образование ионов натрия и хлорида. Изменив электронную конфигурацию вокруг этих двух элементов, их химические свойства резко изменились. Нам требуется NaCl (Na + и Cl ) для правильного функционирования наших тел, но и натрий, и хлор с различной электронной конфигурацией могут быть смертельными. Газообразный хлор, Cl 2 , является смертельным ядом, а элементарный натрий (бесплатно) представляет собой металл, который воспламеняется при попадании в воду.Этим подчеркивается значение сделанного выше утверждения о том, что химические свойства элемента определяются его электронной конфигурацией.

Также важно отметить, что ионные связи не образуют отчетливых взаимно-однозначных притяжений между ионами, поэтому технически ионные связи не образуют молекул. Вместо этого они образуют кристаллические структуры, в которых каждый анион притягивается ко всем катионам рядом с ним, а каждый катион притягивается ко всем анионам рядом с ним. Тем не менее, вы можете прочитать или услышать, что NaCl упоминается как молекула/соединение.

изображение, созданное студенткой BYU-I Ханной Краудер, осень 2013 г.

На изображении выше верхний левый угол представляет собой образование ионной связи. Натрий отдает один электрон и становится положительно заряженным ионом натрия. При этом его внешняя электронная оболочка теперь имеет 8 электронов. Хлор получает один электрон и становится отрицательно заряженным ионом хлорида с 8 электронами на внешней оболочке. Вверху справа — отрицательно заряженные ионы хлорида притягиваются к положительно заряженным ионам натрия, образуя ионную связь.Внизу — кристалл хлорида натрия. Каждый ион натрия (фиолетовый) притягивается всеми окружающими его ионами хлорида (зеленый), а каждый ион хлорида притягивается всеми окружающими его ионами натрия.

Ковалентные связи

Еще один способ, которым атомы могут заполнить свои внешние электронные оболочки, — совместное использование электронов. Например, водород имеет атомный номер 1 и, следовательно, имеет 1 электрон на внешней электронной оболочке. Чтобы заполнить эту оболочку, водороду нужен еще один электрон (напомним, что первая электронная оболочка будет содержать максимум 2 электрона).Одним из способов заполнения этой оболочки было бы объединение двух атомов водорода в молекулу путем обмена электронами друг с другом. Этот тип связи, образованный общими электронами, называется ковалентной связью . Химическим сокращением для ковалентной связи является просто тире, поэтому молекула, представленная на рисунке 6, может быть выражена как Н-Н, где тире обозначают общие электроны. Обратите внимание, что равное распределение электронов не приводит к тому, что ни один из атомов не имеет одинакового количества электронов и протонов, следовательно, нет чистого — или + заряда.Кроме того, в отличие от ионных связей, образующих кристаллы, ковалентные связи создают тесную связь между двумя атомами, то есть эти два атома связаны непосредственно друг с другом. Вы можете думать об ионных связях как о групповом свидании или времяпрепровождении, а о ковалентной связи — как о браке. На изображении ниже представлена ​​ковалентная связь между двумя атомами водорода.

изображение создано MG Fall 2013

Ковалентные связи также могут образовываться при совместном использовании более чем одной пары электронов.Например, кислород имеет атомный номер 8 с 6 электронами на внешней электронной оболочке. Два атома кислорода будут объединяться, образуя газообразный кислород O 2 , разделяя две пары электронов, таким образом завершая внешнюю оболочку обоих атомов кислорода. Мы называем это двойной ковалентной связью и представляем ее двумя черточками, O=O, причем каждая черточка снова представляет пару общих электронов. Следует отметить, что тройные ковалентные связи также возможны при наличии общих трех пар электронов, однако в соединениях, которые мы будем изучать, ни в одном из них нет тройных ковалентных связей .

В зависимости от атомов, участвующих в ковалентных связях, электроны могут либо делиться поровну, либо электроны могут проводить больше времени с одним партнером, чем с другим, что приводит к неравному распределению электронов. Две молекулы показаны на рисунке ниже. Метан — это изображение слева, это газ, состоящий из одного атома углерода и 4 атомов водорода. В этой молекуле электроны поровну распределены между углеродом и каждым водородом, образуя неполярных ковалентных связей .Другое изображение справа — вода. В этой молекуле отрицательно заряженные электроны сильнее притягиваются к кислороду и, следовательно, проводят больше времени с кислородом, чем с водородом. Это создает молекулу, которая имеет небольшой отрицательный заряд на одном конце (конец кислорода) и небольшой положительный заряд на другом конце (конец водорода). Поскольку молекула имеет противоположно заряженные концы, мы называем этот тип связи полярной ковалентной связью . Обратите внимание, что общий заряд молекулы равен 0, но концы заряжены.Полярные ковалентные связи и ионные связи похожи в том, что электроны отрываются от одного атома и выталкиваются к другому. Отличие состоит в том, что при ионных связях электроны полностью отрываются от одного атома, образующего катион, и захватываются другим атомом, образующим анион.

изображение, созданное студенткой BYU-I Ханной Краудер, осень 2013 г.

Водородные связи

изображение, созданное студенткой BYU-I Ханной Краудер, осень 2013 г.

Еще одно важное взаимодействие в биологических системах называется водородной связью .На самом деле это не связь, образующая молекулы или ионные кристаллы; скорее это взаимодействие между молекулами, содержащими полярные ковалентные связи. Из-за этого его называют межмолекулярной силой или притяжением между двумя молекулами. Водородные связи могут возникать только между молекулами, содержащими полярные ковалентные связи, и являются результатом притяжения между противоположно заряженными концами этих молекул. Обратите внимание, что водородные связи и ионные связи аналогичны. Разница в том, что ионные связи создаются за счет притяжения между противоположно заряженными ионами, тогда как водородные связи возникают за счет притяжения между противоположно заряженными концами полярных ковалентных молекул.Хотя водородные связи очень слабы по сравнению с другими связями, которые мы обсуждали, они играют важную роль во многих соединениях, которые мы будем изучать в этом классе. Например, большинство важных характеристик воды обусловлено ее способностью образовывать водородные связи с самой собой и другими полярными молекулами.

0 comments on “Укажите тип химической связи: O2, Na, HBr, NaF Запишите схему…

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован.