Агрегатные состояния веществ и водородная связь.

Виды химических связей.

Типы кристаллических решеток

План

1.Сущность образования химической связи.

2.Понятие электроотрицательности (ЭО).

3. Ионная химическая связь.

4. Ковалентная химическая связь.

5.Металлическая химическая связь.

6. Агрегатные состояния веществ и водородная связь.

7.Виды кристаллических решеток

Сущность образования химической связи.

- На внешнем энергетическом уровне может быть от одного до восьми электронов;

- Если количество электронов на внешнем уровне максимальна – уровень завершённый (у инертных газов(He, Ne, Ar, Kr, Xe, Re));

::Ne::

- Внешние уровни других элементов не завершены и в процессе химического взаимодействия они завершаются с образованием химической связи.

H∙ + ∙H = H(:)H

- Химическая связь осуществляется за счёт валентным электронов и не спаренных, но по разному.

- Основной движущей силой приводящей к образованной химической связи является стремление атомов завершить энергетический уровень.

- Образование химической связи сопровождаются выделением энергии.

Химическая связь – это взаимодействие двух или нескольких атомов приводящей к образованию устойчивой молекулы.

Понятие электроотрицательности (ЭО).

Электротрицательность(ЭО) – это способность атома одного элемента присоединять электроны от атомов других элементов.

В периоде (слева направо) ЭО увеличивается т. к. с увеличением заряда ядра атомов уменьшается атомный радиус.

В группах (сверху вниз) ЭО уменьшается т.к. увеличивается атомный радиус.

У металлов ЭО меньше чем у неметаллов.

Ионная химическая связь

Ионная связь образуется в результате полного переноса одного или нескольких электронов от одного атома к другому. Такой тип связи возможен только между атомами элементов, электроотрицательности которых значительно отличаются. При этом происходит переход электрона от атома с меньшей электроотрицательностью к атому с большей электроотрицательностью. Надо запомнить, что такой тип химической связи образуется между атомами металлов и неметаллов. Например, элементы первой и второй группы главных подгрупп периодической системы (типичные металлы) непосредственно соединяются с элементами шестой и седьмой группы главных подгрупп периодической системы (типичные неметаллы).

Рассмотрим механизм образования ионного связи в составе калий хлорид. Атом калия содержит один валентный электрон (определяем по номеру группы, в которой находится Калий). Атом хлора содержит семь валентных электронов (определяем по номеру группы, в которой находится хлор). При взаимодействии атомов калия с атомами хлора валентный электрон атома калия полностью переходит на внешний уровень атома хлора, достраивая его в восьмиелектроннои структуры. При этом атом калия, теряя электрон, приобретает положительный заряд +1 и превращается в катион K⁺, а атом хлора, присоединяя электрон, приобретает отрицательный заряд -1 и превращается в анион Cl^—. Разноименно заряженные ионы притягиваются благодаря электростатическим силам и образуется соединение калий хлорид. Этот процесс можно изобразить схемой:

_{0 0} _{+ -}

K∙ + ∙:Cl:: → K[::Cl::]

p = + 19, p = + 17; p = + 19; p = + 17

e = - 19; e = - 17; е= -18; е = - 18.

Ионная связь является крайним случаем ковалентной полярной связи. Соединения с ионной связью называют ионными. Как примеры веществ с ионным типом связи можно назвать магний сульфид MgS, алюминий хлорид AlCl₃, натрий бромид NaBr. Ионная связь также существует в солях кислородсодержащие кислот и между атомами металлов и атомами кислорода.

Ковалентная химическая связь

Ковалентная связь – это связь между атомами за счёт образования общей электронной пары.

- полярная связь (КПС) – это связь между атомами разных неметаллов, ЭО которых отличается, но не значительно.

Механизм образования связи:

HBr: H∙ + ∙:Br:: →H(:):Br::

- неполярная связь (КНПС) – это связь между одинаковыми неметаллами ЭО, которых не отличается.

::Cl:∙ + ∙:Cl: → ::Cl:(:):Cl:

Кислоты, кислотные оксиды, водородные соединения неметаллов, органические вещества.

Металлическая химическая связь.

Металлы объединяют свойства, имеющие общий характер и отличающиеся от свойств других веществ. Такими свойствами являются сравнительно высокие температуры плавления, способность к отражению света, высокая тепло- и электропроводность. Эти особенности обязаны существованию в металлах особого вида связи — металлической связи.

Металлическая связь— связь между положительными ионами в кристаллах металлов, осуществляемая за счет притяжения электронов, свободно перемещающихся по кристаллу. В соответствии с положением в периодической системе атомы металлов имеют небольшое число валентных электронов. Эти электроны достаточно слабо связаны со своими ядрами и могут легко отрываться от них. В результате в кристаллической решетке металла появляются положительно заряженные ионы и свободные электроны. Поэтому в кристаллической решетке металлов существует большая свобода перемещения электронов: одни из атомов будут терять свои электроны, а образующиеся ионы могут принимать эти электроны из «электронного газа». Как следствие, металл представляет собой ряд положительных ионов, локализованных в определенных положениях кристаллической решетки, и большое количество электронов, сравнительно свободно перемещающихся в поле положительных центров. В этом состоит важное отличие металлических связей от ковалентных, которые имеют строгую направленность в пространстве.

Металлическая связь отличается от ковалентной также и по прочности: ее энергия в 3-4 раза меньше энергии ковалентной связи.

Агрегатные состояния веществ и водородная связь.

Водородная связь - это своеобразная химическая связь. Она может быть межмолекулярной и внутримолекулярной.

Межмолекулярная водородная связь возникает между молекулами, в состав которых входят водород и сильно электроотрицательный элемент - фтор, кислород, азот, реже хлор, сера. Поскольку в такой молекуле общая электронная пара сильно смещена от водорода к атому электроотрицательного элемента, а положительный заряд водорода сконцентрирован в малом объеме, то протон взаимодействует с неподеленной электронной парой другого атома или иона, обобществляя ее. В результате образуется вторая, более слабая связь, получившая название водородной.

Обычно водородную связь обозначают точками и этим указывают, что она намного слабее ковалентной связи (примерно в 15-20 раз). Тем не менее она ответственна за ассоциацию молекул. Например, образование димеров (в жидком состоянии они наиболее устойчивы) воды и уксусной кислоты можно представить схемами:

H - O....H - O

| |

H H

(H₂O)₂

O....H - O

// \

CH₃ - C C - CH₃

\ //

O - H....O

(CH₃COOH) ₂

Как видно из этих примеров, посредством водородной связи объединены две молекулы воды, а в случае уксусной кислоты - две молекулы кислоты с образованием циклической структуры.

Водородная связь оказывает влияние на свойства многих веществ. Так, благодаря водородной связи фтороводород в обычных условиях существует в жидком состоянии (ниже 19,5^оС) и содержит молекулы состава от Н₂F₂ до Н₆F₆. Благодаря водородной связи образуется

гидродифторид-ион :

который входит в состав солей - гидрофторидов (КНF₂ - гидродифторид калия, NH₄HF₂ - гидродифторид аммония).

Наличием водородных связей объясняется более высокая температура кипения воды (100^оС) по сравнению с водородными соединениями элементов подгруппы кислорода (Н₂S, Н₂Sе, Н₂Те). В случае воды надо затратить дополнительную энергию на разрушение водородных связей.

Особенно распространены водородные связи в молекулах белков, нуклеиновых кислот и других биологически важных соединений, а потому эти связи играют важную роль в химии процессов жизнедеятельности.

Виды кристаллических решёток

I.Немолекулярное строение

- характерно для веществ с атомной, ионной, металлической кристаллическими решетками.

1. Атомная – это кристаллическая решётка в узлах, которых находится атомы связанные ковалентной неполярной связью.

Примеры: алмаз (С), графит (С), сера, фосфор и т.д.

2. Ионная - это кристаллическая решётка, в узлах которых находится положительные и отрицательно заряженных ионы.

Примеры: соли, основания, основные оксиды.

3. Металлическая- это кристаллическая решётка, в узлах которых находится ионы и нейтральные атомы между ними относительно свободные электроны.

Примеры: металлы.

II. Молекулярное строение.

- характерно для веществ с молекулярной кристаллической решеткой.

Молекулярная кристаллическая решетка – это кристаллическая решётка в узлах, которых находится полярные и неполярные молекулы, связанные ковалентной связью.

Примеры:

Кислоты, кислотные оксиды, органические вещества, вода и др.

Вопросы для самоконтроля

1.Что такой электроотрицательность?

2. Дайте определение ионной химической связи. Приведите примеры.

3. Какая химическая связь называется ковалентной?

4.Между атомами каких элементов образуется ковалентная неполярная и ковалентная полярная связь?

5.Дайте определение металлической связи. Что общего у неё с ионной и ковалентной связями?

6. Каков механизм образования водородной связи? Какие виды водородной связи вы знаете?

7. Какое строение имеет металлическая кристаллическая решетка?

Дата добавления: 2022-01-22; просмотров: 231; Мы поможем в написании вашей работы!

Поделиться с друзьями:

Мы поможем в написании ваших работ!