Тема 1.3. Строение вещества

Химическая связь – взаимодействие атомов, которое связывает их в молекулы, ионы, радикалы, кристаллы. Химическая связь может быть внутримолекулярной и межмолекулярной.

Большое значение для формирования химической связи имеют:

1) длина связи - расстояние между взаимодействующими атомами,

2) энергия ионизации - энергия, которую необходимо затратить для отрыва электрона от атома,

3) электроотрицательность (ЭО)– способность атомов притягивать к себе электроны от других атомов. В периоде ЭО возрастает слева направо, а в группе ЭО понижается сверху вниз. Самой большой электроотрицательностью обладает фтор.

Ковалентная химическая связь (1916 г., Льюис) – связь, образующаяся между атомами за счет образования общих электронных пар, это двухэлектронная связь, принадлежащая одновременно ядрам двух атомов. Пример составления электронных и структурных формул:

Можно выделить и другие типы химических связей. Например: σ-связь – сигма - связь, при которой перекрывание электронных облаков происходит вдоль прямой, соединяющей центры взаимодействующих атомов. В молекуле азота (N₂) общая электронная пара образуется за счет σ- связи, а 2 общие электронные пары за счет π -связи.

π-связь – пи – связь, боковое перекрывание двух р - орбиталей в двух областях с образованием двух максимумов электронной плотности по обе стороны от плоскости образования сигма - связи. Так изображают образование связей в молекуле азота:

Электроны, находящиеся на внешнем энергетическом уровне атома которые могут принимать участие в образовании химических связей, называются валентными.

Валентность определяется: числом неспаренных электронов, наличием свободных орбиталей и неподеленных электронных пар.

Для определения валентных возможностей атома рассматривают распределение электронов по энергетическим уровням и подуровням для невозбужденных и возбужденных состояний атома. Распределение электронов можно изобразить таким образом:

Неполярная ковалентная связь – связь, образующаяся между атомами неметаллов с одинаковой электроотрицательностью (в молекулах простых веществ).

Полярная ковалентная связь – связь между атомами неметаллов, электроотрицательность которых не сильно различается, при этом происходит смещение общей электронной пары к наиболее электроотрицательному атому (между атомами различных неметаллов).

Ионная химическая связь – связь, образовавшаяся за счет электростатического притяжения катионов к анионам. Она образуется между ионами металлов и неметаллов, электроотрицательность которых сильно отличается друг от друга.

Металлическая химическая связь – связь в металлах, которую выполняют относительно свободные электроны между ионами металлов в металлической кристаллической решетке. Она основана на обобществлении валентных электронов, принадлежащих всем атомам в кристалле.

Водородной связью называют химическую связь, образованную атомом водорода, связанным с атомом другого более электроотрицательного элемента (О, F, N, Сl). Эта связь обусловлена электростатическим притяжением, которому способствуют малые размеры атома водорода. Водородная связь может быть межмолекулярной и внутримолекулярной.

Степень окисления – это условный заряд атома в молекуле, вычисленный согласно предположению о том, что молекула состоит только из ионов. Правила нахождения степени окисления следующие:

1) Алгебраическая сумма степеней окисления атомов в молекуле любого вещества равна нулю,

2) Степень окисления элемента в простом веществе равна нулю,

3) Степень окисления атомов в молекуле сложного вещества может быть выражена отрицательным или положительным числом,

4) Алгебраическая сумма степеней окисления атомов в сложном ионе равна его заряду,

5) Элементы с постоянной степенью окисления: Н ⁺¹(кроме гидридов), О ^–2 (кроме пероксидов) и ОF₂ , элементы главной подгруппы 1 группы +1, все элементы 2 группы, кроме Hg +2, алюминий АI +3, фтор F – 1.

Кристаллические решётки могут быть атомными, молекулярными, ионными, металлическими. Ионные кристаллические решетки встречаются у большинства солей, щелочей и некоторых оксидов типичных металлов.

Атомные кристаллические решётки имеют углерод в форме алмаза, кремний, германий, бор.

Молекулярные решётки встречаются у большинства неорганических веществ Н₂О (тв), НCl (тв), Н₂S (тв) и неметаллов (Н₂, N₂ (тв), О₂ (тв), Cl₂ (тв), Р₄, S₈.

Схему образования ионной связи в NaCl можно представить:

Na + →Na⁺[: ]^-

Образование ковалентной неполярной химической связи в молекуле хлора (Сl₂):

Задания для самоконтроля:

Задание № 1. Составьте структурные и электронные формулы соединений с водородом следующих элементов: а) кремния, б) фосфора, в) брома, г) углерода.

Задание № 2. Определите степени окисления элементов в следующих веществах: а) MgCl₂, б) Na₂SO₄, в) KHSO₄, г) NH₃, д) KNO₂, е) Na₂Cr₂O₇, ж) NaSbO₃, з) KMnO₄.

Задание № 3. Составьте структурные и электронные формулы следующих веществ:

а) MgCl₂, б) Н₂S, в) F₂, г) NH₃, д) O₂, е) CO₂ .

Определите виды химической связи в данных соединениях.

Не нашли, что искали? Воспользуйтесь поиском: